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

Índice Introducción Las actividades agropecuarias, sus fuentes de emisión y repercusiones en el ambiente Resultados de las emisiones de CH4 y N2O generados por las actividades agropecuarias en el estado de San Luis Potosí Propuesta de metodología para el estudio de la dinámica en la atmósfera del CH4 y N2O Conclusiones Fuentes de consulta

Introducción

Panel Intergubernamental del Cambio Climático SF₆ HFC Directrices del IPCC para los inventarios de gases de efecto invernadero. GEI PFC 1996,2000 -INEGEI- Orientación del IPCC sobre las buenas prácticas y la gestión de la incertidumbre en los inventarios nacionales de GEI CO₂ N₂O CH₄ PICC Energía Procesos industriales Solventes Agricultura Desechos (PICC, 2000; Ordóñez y Hernández, 2006)

Niveles o categorías para la elaboración del INEGEI 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 3 Se basa en métodos específicos como el balance de masa y factores de emisión de proceso, para determinar la cantidad de emisiones . Tier 2 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. Tier 1 (Ordóñez et al., 2010) (PICC, 2000; Ordóñez y Hernández, 2006)

Integración de la información para estudiar la dinámica en la atmósfera de los GEI …. Tipos de fuente de emisión Meteorología del sitio de estudio Emisiones de GEI Un modelo es un “…esquema teórico de un sistema que se elabora para facilitar el estudio de su comportamiento” Relieve o topografía

Modelos para el estudio de contaminantes atmosféricos Pronóstico Modelos de Circulación General Escala planetaria (más de 107 km2) Modelos Regionales (104 km2 a 107 km2 ) Tiempo Real Modelos de Mesoescala (101 km2 a 104 km2 ) Diagnóstico (Magaña y Caetano, 2007)

Mitigación y adaptación al Cambio Climático Reducir emisiones Ajuste de sistemas naturales o humanos -Objetivos- -Estrategias- -Acciones- -Metas- Análisis de los resultados obtenidos en el Inventario y el modelado Mitigación Adaptación (Magaña y Caetano, 2007)

Las actividades agropecuarias, sus fuentes de emisión y repercusiones en el ambiente

Fermentación entérica Quema de residuos agrícolas Fuentes de emisión dentro de la categoría de agricultura propuesta por el PICC Actividad/ Emisión Metano (CH4) Óxido Nitroso (N2O) Fermentación entérica x   Manejo de estiércol Suelos agrícolas Quema de residuos agrícolas Quema de sabanas Arroz (PICC, 1996; PICC, 2000)

Fermentación entérica Carbohidratos Glucosa Procesos biodigestivos de rumiantes y no rumiantes Ácido acético Bacterias metanógenas Metano Dióxido de carbono

Manejo de estiércol Metano (CH4) Óxido Nitroso (N2O) CO2 No se especifica su tipo de manejo en el manual del IPCC para el nivel 1 CO2 CH4 H2 H2S Metano (CH4) Manejos de estiércol Lagunas anaeróbicas Sistemas de tipo líquido Abonado diario Almacenamiento sólido y parcelas secas Praderas y pastizales Óxido Nitroso (N2O)

Suelos agrícolas Campos agrícolas Cultivo en histosoles Residuos de cultivos Emisiones Directas Suelos dedicados a cultivos Emisiones por suelos dedicados a la producción animal Pastoreo de animales Deposición de amonio (NH3) y monóxidos de nitrógeno NOx Lixiviación de suelos Uso de fertilizantes nitrogenados Emisiones Indirectas

Quema de residuos agrícolas Se forma por la energía calorífica liberada en el proceso de combustión NOx CH4 Procesos de combustión N2O Figura 3. Ejido Monterrey, en Mexicali, Baja California. Figura 2. Valle Imperial, California EEUU.

Figura 5. Pastizales Potosinos. Quema de sabanas CO2 NOx CO N2O CH4 Figura 4. Sabana de Tanzania, África Figura 5. Pastizales Potosinos.

Cultivos anegados de arroz Suelos saturados de agua con poca aireación Descomposición anaeróbica Figura 6. Cultivos anegados de arroz en Colombia.

Inventario Nacional de Emisiones de GEI 6.4 % 1995, 2000, 2005 y reporte 1990-2006 4, 702,497 hectáreas 22 % Agricultura 2, 585, 518 habitantes 18.2 % Actividades agropecuarias Actividades primarias (agricultura, ganadería, aprovechamiento forestal, pesca y caza 39 %

Actividades económicas primarias e impactos en el ambiente PIB 2% Nacional 4% Estatal 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 Actividades agrícolas y ganaderas intensivas Plan de cambio de uso de suelo: De la ganadería intensiva a una producción agrícola intensiva mediante el riego Proyecto Pujal-Coy 1973-2000 Relación entre el aumento en el índice de severidad de la sequía con el cambio de uso de suelo para actividades agrícolas Estudio de caso de la sequía en la Huasteca Potosina (Cuéntame, 2009; Reyes et al., 2005; SAGARPA, 2007; SAGARPA, 2009)

Resultados de las emisiones de CH4 y N2O generados por las actividades agropecuarias en el estado de San Luis Potosí

Periodo de estudio de las emisiones Planteamiento Periodo de estudio de las emisiones 1997-2010 (Gobierno del Estado de San Luis Potosí, 2009)

Emisiones de CH4 y N2O por actividades agropecuarias

Emisiones de CH4 y N2O para cada región del estado

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 16 % 12.5 %

Evaluación de la tendencia comparando los años 1997 y 2010 Actividad emisora GEI Evaluación de la tendencia % de contribución de la tendencia Manejo de excretas N2O 0.06242112 50 % Fermentación entérica CH4 -0.037453546 30 % Suelos agrícolas -0.023905602 19 %

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

Etapas de la metodología 1 Caracterización de las fuentes de emisión 2 Modelado 3 Propuestas de mitigación y adaptación

1ra etapa – Caracterización de las fuentes de emisión Zona de estudio Fuentes naturales de emisión Fuentes agropecuarias Orografía Cubierta Vegetal Clima por regiones y subregiones Tipos de fuentes de emisión dentro del ciclo del Nitrógeno y del Carbono Tipos de fuentes de emisión agrícolas y ganaderos

Descripción de los modelos a ocupar Resolución horizontal mayor a los 10 km Modelado de variables meteorológicas Condición de frontera vertical es fija para todo tiempo Mesoscale modelling fifth generation -MM5- Modelos No-hidrostáticos (Fluidos en movimiento) Las ecuaciones se basan en el fenómeno de advección – transporte de parámetros meteorológicos por acción del viento Multiscale Climate Chemistry Model -MCCM- Transporte y dispersión de GEI Análisis de diagnóstico (1997-2010) (Steppeler y col, 2002; Dudhia y col., 2003; Forkel y col., 2003)

Etapa 2 - Modelado Incorporación de Variables de entrada Calibración de los modelos Modelado de variables meteorológicas Modelado del transporte y dispersión

Etapa 3 – Propuestas de mitigación y adaptación al cambio climático para el sector agropecuario Identificación Zonas de mayor variabilidad climática Áreas de mayor concentración de CH4 y N2O Cobertura de las fuentes de emisión Planificación de: Objetivos Estrategias Acciones Metas

Conclusiones

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.

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.

Fuentes de consulta

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Referencias bibliográficas PICC (1996), “Directrices del IPCC para los inventarios de gases de efecto invernadero”. Panel Intergubernamental del Cambio Climático. Organización de las Naciones Unidas. PICC (2000), “Orientación del IPCC sobre las buenas prácticas y la gestión de la incertidumbre en los inventarios nacionales de GEI”. Panel Intergubernamental del Cambio Climático. Organización de las Naciones Unidas. PICC (2001), “Intergovernmental Panel on Climate Change, 2001, Climate Change 2001: The Scientific Basis, Contribution of working group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change”. Cambridge University Press. PICC. ONU. Reyes H., Aguilar M., Aguirre J. y Trejo I. (2005), “Cambios en la cubierta vegetal y uso de suelo en el área del proyecto Pujal-Coy, San Luis Potosí, México, 1973-2000”. Investigaciones Geográficas. Boletín del Instituto de Geografía. UNAM. ISSN 0188, Núm. 59, 2006, pp. 26-42. SAGARPA (s.f.), “Abonos orgánicos”. Subsecretaría de Desarrollo Rural. Dirección General de Apoyos para el Desarrollo Rural. Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA). SAGARPA (2007), “Programa Nacional Pecuario 2007-2012”. Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación. México. UNFCCC (1992), “Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático. FCCC/INFORMAL/84*. GE. 05-62301 (S) 220705 220705. *Nueva tirada por razones técnicas. Naciones Unidas.

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