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Universidad Autónoma de San Luis Potosí
Estudio del Cambio Climático generado por las actividades
agropecuarias en el estado de San Luis Potosí
M.C. David Enrique Flores Jiménez
Dr. Marcos Algara Siller
Ing. Cecilia Barrera Gutiérrez
1
Índice
I. Introducción
II. Las actividades agropecuarias, sus fuentes de
emisión y repercusiones en el ambiente
III. Resultados de las emisiones de CH4 y N2O
generados por las actividades agropecuarias en
el estado de San Luis Potosí
IV. Propuesta de metodología para el estudio de la
dinámica en la atmósfera del CH4 y N2O
V. Conclusiones
VI. Fuentes de consulta
2
Introducción
3
Panel Intergubernamental del Cambio Climático
SF₆
HFC
PFC
Directrices del IPCC para los
inventarios de gases de efecto
invernadero.
1996,2000
-INEGEI-
GEI
Orientación del IPCC sobre las
buenas prácticas y la gestión de
la incertidumbre en los
inventarios nacionales de GEI
CO₂
CH₄
N₂O
PICC
Energía
Procesos
industriales
(PICC, 2000; Ordóñez y Hernández, 2006)
Solventes
Agricultura
Desechos
4
Tier 3
Se basa en métodos específicos como el balance de
masa y factores de emisión de proceso, para
determinar la cantidad de emisiones .
Tier 1
Es una evaluación rigurosa y específica de la fuente que
requiere de inventarios detallados de la infraestructura
y de la determinación de emisiones en la fuente.
Tier 2
Niveles o categorías para la elaboración del INEGEI
Utiliza factores de emisión relacionados a información
socioeconómica , generalmente con un amplio rango e
incertidumbre elevada e información de actividad
general relacionada al sector que genera las emisiones.
(Ordóñez et al., 2010)
(PICC, 2000; Ordóñez y Hernández, 2006)
5
Integración de la información para estudiar la dinámica en
la atmósfera de los GEI
….
….
Emisiones
de GEI
Un modelo es un
“…esquema
teórico de un
sistema que se
elabora para
facilitar el estudio
de su
comportamiento”
….
Meteorolo
gía del
sitio de
estudio
Tipos de fuente
de emisión
Relieve o
topografía
6
Modelos para el estudio de contaminantes atmosféricos
Modelos de Circulación General
Escala planetaria (más de 107 km2)
Modelos Regionales
(104 km2 a 107 km2 )
Pronóstico
Modelos de Mesoescala
(101 km2 a 104 km2 )
Tiempo
Real
Diagnóstico
(Magaña y Caetano, 2007)
7
Mitigación y adaptación al Cambio Climático
(Magaña y Caetano, 2007)
Ajuste de sistemas
naturales o humanos
Análisis de los resultados obtenidos en
el Inventario y el modelado
Adaptación
Mitigación
Reducir emisiones
-Objetivos-Estrategias-Acciones-Metas-
8
Las actividades agropecuarias, sus fuentes de
emisión y repercusiones en el ambiente
9
Fuentes de emisión dentro de la categoría de agricultura propuesta por el
PICC
Actividad/ Emisión
Metano (CH4)
Fermentación entérica
x
Manejo de estiércol
x
Suelos agrícolas
Óxido Nitroso
(N2O)
x
x
Quema de residuos agrícolas
x
x
Quema de sabanas
x
x
Arroz
x
(PICC, 1996; PICC, 2000)
10
Fermentación entérica
Carbohidratos
Glucosa
Procesos biodigestivos de
rumiantes y no rumiantes
Bacterias
metanógenas
Ácido acético
Metano
Dióxido de
carbono
11
Manejo de estiércol
Metano
(CH4)
Óxido
Nitroso
(N2O)
No se especifica su tipo de
manejo en el manual del
IPCC para el nivel 1
Manejos de estiércol
•CO2
•CH4
•H2
•H2S
•Lagunas anaeróbicas
•Sistemas de tipo líquido
•Abonado diario
•Almacenamiento sólido y
parcelas secas
•Praderas y pastizales
12
Suelos agrícolas
Emisiones Directas
Emisiones por
suelos dedicados a
la producción
animal
Emisiones Indirectas
Suelos dedicados a
cultivos
•Campos agrícolas
•Cultivo en
histosoles
•Residuos de
cultivos
•Pastoreo de
animales
•Deposición de amonio (NH3) y monóxidos de nitrógeno
NOx
•Lixiviación de suelos
•Uso de fertilizantes nitrogenados
13
Quema de residuos agrícolas
CO2
NOx
Procesos de
combustión
CH4
Se forma por la
energía calorífica
liberada en el
proceso de
combustión
N2 O
Figura 2. Valle Imperial, California
EEUU.
Figura 3. Ejido Monterrey, en Mexicali,
Baja California.
14
Quema de sabanas
CO2
NOx
CO
N2O
Figura 4. Sabana de Tanzania, África
CH4
Figura 5. Pastizales Potosinos.
15
Cultivos anegados de arroz
Descomposición
anaeróbica
Suelos saturados de agua con poca
aireación
Figura 6. Cultivos anegados de arroz
en Colombia.
16
Inventario Nacional de Emisiones de GEI
6.4 %
1995, 2000, 2005 y reporte 1990-2006
4, 702,497 hectáreas
Agricultura
18.2 %
Actividades
primarias
(agricultura,
ganadería,
aprovechamiento
forestal, pesca y
caza
22 %
Actividades
agropecuarias
2, 585, 518 habitantes
39 %
17
Actividades económicas primarias e impactos en el
ambiente
PIB
2% Nacional
4% Estatal
Actividades agrícolas y
ganaderas intensivas
•4º lugar nacional por la producción de
chile verde y caña de azúcar
•Dentro de los 5 primeros lugares en la
producción de carne caprina
Proyecto Pujal-Coy
1973-2000
Plan de cambio de uso de suelo:
De la ganadería intensiva a una producción
agrícola intensiva mediante el riego
Estudio de caso de la sequía en
la Huasteca Potosina
Relación entre el aumento en el índice de
severidad de la sequía con el cambio de uso
de suelo para actividades agrícolas
(Cuéntame, 2009; Reyes et al., 2005; SAGARPA, 2007; SAGARPA, 2009)
18
Resultados de las emisiones de CH4 y N2O
generados por las actividades agropecuarias en
el estado de San Luis Potosí
19
Planteamiento
Periodo de
estudio de las
emisiones
1997-2010
(Gobierno del Estado de San Luis Potosí, 2009)
20
Emisiones de CH4 y N2O por actividades agropecuarias
21
Emisiones de CH4 y N2O para cada región del estado
22
Evaluación del nivel en año base y 2010
Actividad
emisora
GEI
Evaluación del
nivel - 1997
Evaluación del nivel
- 2010
Manejo de
excretas
N2O
54 %
60.7 %
Fermentación
entérica
CH4
27 %
24.7 %
Suelos
agrícolas
N2O
16 %
12.5 %
𝐿𝑥,𝑡 = 𝐸𝑥,𝑡 𝐸𝑡
23
Evaluación de la tendencia comparando los años 1997 y
2010
Actividad
emisora
GEI
Manejo de
excretas
N2O
Fermentación
entérica
CH4
Suelos
agrícolas
N2O
𝑇𝑥 ,𝑡 =𝐿𝑥,𝑡 •
Evaluación de la
tendencia
% de contribución de
la tendencia
0.06242112
50 %
-0.037453546
30 %
-0.023905602
19 %
𝐸𝑥,𝑡 − 𝐸𝑥 ,0
𝐸𝑥,𝑡 − 𝐸𝑡 − 𝐸0
𝐸𝑡
24
Propuesta de metodología para el estudio de la
dinámica en la atmósfera de l CH4 y N2O
generado por las actividades agropecuarias en el
estado de San Luis Potosí
25
Etapas de la metodología
1
Caracteriza
ción de las
fuentes de
emisión
2
Modelado
3
Propuestas
de
mitigación y
adaptación
26
1ra etapa – Caracterización de las fuentes de emisión
Zona de
estudio
 Orografía
 Cubierta
Vegetal
 Clima por
regiones y
subregiones
Fuentes
naturales de
emisión
 Tipos de
fuentes de
emisión dentro
del ciclo del
Nitrógeno y del
Carbono
Fuentes
agropecuari
as
 Tipos de
fuentes de
emisión
agrícolas y
ganaderos
27
Descripción de los modelos a ocupar
Modelado de variables
meteorológicas
Mesoscale modelling fifth generation
-MM5Modelos No-hidrostáticos
(Fluidos en movimiento)
Multiscale Climate Chemistry Model
-MCCMTransporte y dispersión de
GEI
(Steppeler y col, 2002; Dudhia y col., 2003; Forkel y col., 2003)
Resolución horizontal
mayor a los 10 km
Condición de frontera
vertical es fija para todo
tiempo
Las ecuaciones se basan
en el fenómeno de
advección – transporte de
parámetros meteorológicos
por acción del viento
Análisis de diagnóstico
(1997-2010)
28
Etapa 2 - Modelado
Incorporación
de Variables
de entrada
Calibración
de los
modelos
Modelado
de variables
meteorológi
cas
Modelado
del
transporte y
dispersión
29
Etapa 3 – Propuestas de mitigación y adaptación al cambio climático
para el sector agropecuario
Identificación
Zonas de
mayor
variabilidad
climática
Áreas de
mayor
concentraci
ón de CH4 y
N2 O
Cobertura
de las
fuentes de
emisión
Planificación de:
Objetivos
Estrategias
Acciones
Metas
Conclusiones
31
Conclusiones y recomendaciones
El análisis de los resultados obtenidos en el inventario de emisiones de
CH4 y N2O generados por las actividades agropecuarias en el estado de
San Luis Potosí mostró que las principales actividades emisoras en el año
2010 fueron: 1)
manejo de excretas, con emisiones de N2O; 2)
fermentación entérica que emite CH4; y 3) residuos agrícolas que genera
N2O.
Comparando las emisiones del año base con el 2010 se encontró
principalmente que las emisiones por manejo de excretas aumentaron en
un 50%, lo que sugiere profundizar en la investigación de los distintos tipos
mecanismos manejo de estiércol que se están utilizando en el estado.
En estudios posteriores se buscará calcular la incertidumbre de dichas
emisiones mediante las metodologías propuestas por el PICC para evaluar
y validar los resultados obtenidos.
32
Conclusiones y observaciones
.La metodología de modelado de dichos GEI que será utilizada se basa
en el uso de los modelos MM5 y MCCM mediante la incorporación de: 1)
parámetros meteorológicos como temperatura, humedad relativa, velocidad
y dirección de vientos, precipitación entre otros; 2) tipos de fuentes de
emisión; 3) topografía; 4) emisiones de CH4 y N2O; y 5) cubierta vegetal.
La siguiente etapa de este proyecto de investigación es aplicar dicha
metodología para analizar la variabilidad en el tiempo de parámetros como
temperatura y precipitación y la dinámica en la atmósfera de ambos GEI.
A partir de ello se buscará generar propuestas de mitigación y adaptación
al Cambio Climático que sean favorables para el sector agropecuario en el
estado de San Luis Potosí.
33
Fuentes de consulta
34
Referencias bibliográficas
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FCCC/INFORMAL/84*. GE. 05-62301 (S) 220705 220705. *Nueva tirada por razones técnicas.
Naciones Unidas.
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Universidad Autónoma de San Luis Potosí
Estudio del Cambio Climático generado por las actividades
agropecuarias en el estado de San Luis Potosí
¡Gracias por su atención!
M.C. David Enrique Flores Jiménez
Dr. Marcos Algara Siller
Ing. Cecilia Barrera Gutiérrez
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