DETERMINACIÓN DE METALES PESADOS
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MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES DETERMINACIÓN DE METALES PESADOS (As, Cd, Hg y Pb) PRESENTES EN EL RÍO HONDO, QUINTANA ROO M. Buenfil-Rojas, N. Flores-Cuevas División de Ciencias e Ingeniería, Universidad de Quintana Roo Boulevard Bahía Esq. Ignacio Comonfort. E-mail: [email protected] RESUMEN. El Río Hondo es un cuerpo de agua importante para el estado de Quintana Roo, especialmente en el sur por su condición de frontera natural con Belice. Tiene una extensión de 160 kilómetros con anchura y profundidad de 50 y 10 metros respectivamente. Sus efluentes más importantes son el Río Azul y corrientes como la de San Román, arroyo Sabido y Chac; este último desemboca en la Bahía de Chetumal. En el poblado de Álvaro Obregón de la ribera del Río Hondo se encuentra el ingenio azucarero “San Rafael de Pucté”. Existen posibilidades que sus descargas desemboquen directamente en el Río y por ello, tenemos altas probabilidades de contaminación por metales pesados. Para determinar la concentración de metales pesados en el Río Hondo se muestrearon a nivel de epilimnio los siguientes puntos: Ramonal, Palmar, Sacxan, Subteniente López, y Desembocadura del río Hondo (Villas Manatí). La determinación fue realizada por Espectrometría de Absorción Atómica con Llama de acuerdo a la norma ISO-11047, 1998. El resultado obtenido fue que en la desembocadura del Río Hondo se presentó mayor incidencia de cadmio y mercurio. El plomo, no se encontró en la zona cañera pero en Subteniente López arrojó una concentración de 1.2 µg/l. El arsénico presentó una mayor concentración (53 µg/l) en la desembocadura del Río Hondo. De acuerdo a los límites permisibles señalados por la EPA para estos elementos, los resultados arrojan concentraciones elevadas para el mercurio, el arsénico y el cadmio en sistemas de agua dulce; su sola presencia en el agua es indicador de contaminación y si a nivel de epilimnio las concentraciones son considerables, es de esperarse que a nivel de sedimentos las concentraciones sean mayores. Palabras clave: Contaminación, Zona Cañera, Epilimnio, Espectrometría de Absorción Atómica INTRODUCCION El Río Hondo es considerado como el único río del Estado de Quintana Roo, el cual es una falla geológica, tiene una extensión de 160 kilómetros de largo con una anchura y profundidad promedio de 50 y 10 metros respectivamente. Sus efluentes mas importantes son el Río Azul y corrientes como la de San Román, Arroyo Sabido y Arroyo Chac; este último desemboca en la Bahía de Chetumal. (SRE, 1998) Cerca del Río Hondo, a 69 kilómetros de la ciudad de Chetumal, se encuentra el ingenio azucarero “San Rafael de Pucté”, el cual forma parte de lo que es considerado la zona cañera. Es muy probable que exista contaminación en el Río Hondo por metales pesados (As, Cd, Pb y Hg) proveniente de las fuentes emisoras de los ingenios azucareros, tales como el uso de plaguicidas y fertilizantes, las descargas directas de aguas residuales a diferentes puntos de la ribera y los residuos de la pequeña industria urbana. En 1997 se realizaron estudios de niveles de concentración de metales pesados en hueso y sangre de manatíes (Trichechus manatus manatus) de la Bahía de Chetumal y Río Hondo y se hallaron 14 metales en huesos de manatíes de la Bahía y un ejemplar de la Isla Holbox; las concentraciones de Ni, Cu, Cd, Pb y Hg fueron superiores a las reportadas en otros mamíferos marinos (Rojas, 1997). En la actualidad los metales pesados tienen un gran significado como indicadores de la calidad ecológica de todo flujo de agua debido a su toxicidad y muy especialmente al comportamiento bioacumulativo (Colas, 1972). La acción de los metales es de gran importancia debido a esta propiedad de bioacumulación, toxicidad y efectos directos a la salud y sistemas acuáticos. Aún cuando los ríos dentro de su sistema de captación de agua experimentan menor carga de contaminantes químicos, ciertos estudios han citado efectos de contaminación por metales (Förstner, 1981). Además, los metales pesados no son biodegradables y por lo mismo no se pueden eliminar de los sistemas acuáticos por procesos naturales (Adams, 1992). La importancia que tiene el estudio de metales pesados en aguas es por la elevada toxicidad, alta persistencia y rápida acumulación por los organismos vivos. Los efectos tóxicos de los metales pesados no se detectan fácilmente a corto plazo, aunque si puede haber una incidencia muy importante a medio y largo plazo. Los metales son difíciles de eliminar del medio, puesto que los propios organismos los incorporan a sus tejidos y de éstos a sus depredadores, en los que se acaba manifestando. La toxicidad de estos metales pesados es proporcional a la facilidad de ser absorbidos por los seres vivos, un metal disuelto en forma iónica puede absorberse más fácilmente que estando en forma elemental, y si ésta se halla reducida finamente aumentan las posibilidades de su oxidación y retención por los diversos órganos. (Förstner, 1987) El objetivo de este trabajo es determinar el grado de concentración de metales pesados (As, Cd, Hg y Pb) en la columna de agua del río Hondo utilizando CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 435 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Espectrometría de Absorción Atómica (EAA), como analizar los parámetros físico-químicos mismo, además de realizar el tratamiento de resultados obtenidos, aplicando el Análisis Componentes Principales (ACP), utilizando programa XLSTAT. así del los de el METODOLOGIA La contaminación por metales pesados de las aguas del río Hondo fue evaluada a través de los cambios que experimentan la temperatura, pH, conductividad y el oxígeno disuelto evaluándolos a nivel epilimnio en la columna de agua durante el mes de febrero de 2007. El análisis “in situ” de los parámetros fueron realizados por medio de: un conductivímetro portátil con ajuste de temperatura, un oxímetro portátil y un potenciómetro portátil, todos marca HANNA. El agua, se recolectó en frascos de polipropileno, siguiendo el criterio propuesto por Word y Mearns (1979), previamente lavados con ácido nítrico diluido al 10%, los frascos fueron etiquetados y conservados adecuadamente. a) Descripción del área de estudio Para el diseño de muestreo se seleccionaron 5 estaciones (Figura 1): 1. Ramonal, 2. Palmar, 3. Sacxan, 4. Subteniente López y 5. Desembocadura del Río Hondo (Villas Manatí). b) Análisis de laboratorio Para determinar el contenido de los metales pesados se realizó el análisis por Espectrometría de Absorción Atómica con Llama. Para ello se uso un espectrómetro de doble rayo Varian, modelo SpectrAA 220, con llama aire/acetileno y oxido nitroso/acetileno y generador de hidruros VGA 77. Se determinó la concentración de los metales pesados Pb, Hg, Cd y As, de acuerdo a la norma ISO-11047, 1998. c) Análisis estadístico El análisis de correlación (correlación lineal de Pearson) se realizó con los datos obtenidos en el análisis del agua del río mediante el programa XLSTAT con el objetivo de establecer las correlaciones que existen entre los metales pesados y los parámetros físico-químicos. El Análisis de Componentes Principales (ACP), utilizando el programa XLSTAT, nos permitió reducir las M variables consideradas (4 metales pesados) de un conjunto de N observaciones, a un número inferior de nuevas variables, las cuales soportan la mayor parte de la varianza. A estas nuevas variables se les denomina Componentes Principales y de ellas se extrae la mayor parte de la información contenida en las N observaciones. (Polo, 2000). RESULTADOS Y DISCUSION a) Resultados En los resultados obtenidos del análisis de laboratorio (Tabla 2) observamos lo siguiente: Tabla 2. Resultados de la Determinación de la Concentración de Metales Pesados en el Río Hondo. MUESTRAS Ramonal Palmar Sacxan Subte. López Villas Manatí Figura 1. Mapa de Puntos de Muestreo en el Río Hondo, Quintana Roo. En este trabajo se determinaron simultáneamente el muestreo de agua y los parámetros físico-químicos. Los parámetros son: Temperatura, pH, Oxígeno Disuelto y Conductividad (Tabla 1). No. 1 2 3 4 5 Tabla 1. Parámetros “In Situ” Lugar Cond. pH Temp. (ms/cm) (° C) Ramonal 1.61 7.51 24.1 Palmar 2.38 6.99 27.5 Sacxan 2.11 7.16 26.3 Subte. 1.87 7.55 33 López Villas 10.5 7.96 29.2 Manatí OD (mg/l) 11.5 9 10.2 10.7 13 Cd (µg/l) 3.4 5.9 6.3 6.3 7 Pb (µg/l) 0 0 0 1.2 0.8 Hg (µg/l) 2 2.6 2.4 2.7 3.5 As (µg/l) 0 0 0 35 53 En la desembocadura del Río Hondo se presentó mayor incidencia de cadmio y mercurio. Para el plomo, en parte de la zona cañera no se encontró presente, sin embargo en Subteniente López arrojó la mayor concentración de este elemento (1.2 µg/l). Para el arsénico tenemos en la desembocadura del río Hondo la mayor concentración de este elemento (53 µg/l) no obstante, en parte de la zona cañera no está presente. En el caso del plomo y el arsénico, no fueron detectados en los primeros tres puntos del muestreo. De acuerdo a los límites permisibles señalados por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los Estados Unidos para estos elementos en sistemas de agua dulce, nuestros resultados arrojan concentraciones elevadas para el mercurio, el arsénico y el cadmio en sistemas de agua dulce. Los límites de toxicidad señalados por la EPA en sistemas de agua dulce son los siguientes: As = 50 µ/l, Cd = 0.66 µ/l, Hg = 0.012 µ/l y Pb = 1.30 µ/l. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 436 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES muestreo de Ramonal hacia Villas Manatí, es decir de adentro hacia fuera, el mercurio presenta un comportamiento similar, a excepción del tercer punto de muestreo (Sacxan) donde la concentración sufre una baja. (Figura 3) En su condición de bioacumulables, los metales pesados se pueden alojar fácilmente en la materia orgánica. Si se considera que el sedimento cuenta con una mayor cantidad de este elemento y por ende con una mayor biomasa que la columna de agua, es En cuanto al análisis estadístico, observamos que: 1. Existe una correlación entre los puntos de muestreo 1, 2 y 3 en los cuales no existe una correlación con los parámetros fisicoquímicos y las concentraciones de los metales; 2. En el punto 4 se observa una correlación entre el pH y 3 metales pesados (plomo, cadmio y mercurio); 3. En el punto 5 existe una correlación entre 3 parámetros fisicoquímicos (Temperatura, Conductividad y Oxígeno Disuelto) y el arsénico. (Figura 2). Biplot (ejes F1 y F2: 86.94 %) 3 P1 F2 (21.03 %) 2 OD Co nd T 1 P5 A s (µg/l) 0 Hg (µg/l) P3 P b (µg/l) -1 Cd (µg/l) pH P2 P4 -2 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 F1 (65.90 %) Figura 2. Análisis de Componentes Principales en muestras de agua del Río Hondo (CP1 65.90% y CP2 21.03% de varianza) en el mes de febrero de 2007. b) Discusión De acuerdo a la EPA los resultados obtenidos en la determinación de metales pesados en el Río Hondo en Quintana Roo son elevados para el arsénico, cadmio y mercurio, sin embargo, las muestras fueron tomadas en la columna de agua (epilimnio) y por tanto es posible que los resultados varíen debido a que un factor en la distribución es el arrastre producido por la misma corriente del río. Las concentraciones de plomo y arsénico se hacen notar en los dos puntos más cercanos al mar, es decir, en Subteniente López y en la desembocadura del río en Villas Manatí. En los demás puntos, según el análisis, son escasos o nulos; probablemente este comportamiento es debido precisamente a la cercanía con el mar y al arrastre producido por las corrientes. El cadmio y mercurio son los únicos elementos que rebasan los límites máximos y que están presentes en las 5 estaciones de muestreo. El cadmio presenta un comportamiento ascendente en su concentración en los puntos de entonces posible considerar una mayor concentración de metales pesados en sedimento que en el nivel epilimnio. En el análisis estadístico de la Figura 2, se presenta el mapa de posición de los puntos de muestreo, con el objetivo de estudiar las relaciones que existen entre las diferentes zonas de estudio, con respecto al par de componentes principales CP1 – CP2. Este mapa nos permite clasificar las muestras en dos grupos. Los muestreos 1, 2 y 3 no se consideran pues las concentraciones, según el análisis, son muy bajas o inexistentes. Ambos componentes presentan una varianza del 86.94%. En primer término el grupo 1 está constituido por el punto de muestreo 5 (Villas Manatí), presentando concentraciones más elevadas de arsénico con respecto a los otros puntos, además de estar definido por las concentraciones elevadas de conductividad específica; también presenta una ligera disminución de la temperatura y concentraciones elevadas de oxígeno disuelto lo que en conjunto CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 437 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES significa que hay más materia en suspensión y componentes electrolíticos disociados. El grupo 2 está formado por el punto de muestreo 4 (Subteniente López), presentándose concentraciones más elevadas de cadmio, plomo y mercurio con respecto a los otros puntos y con una ligera elevación del pH. Al ser bioacumulables, los metales pesados pueden permanecer en el cuerpo de los peces y éstos a su vez ser consumidos por los pobladores de la zona y de esta manera, los individuos podrían presentar una concentración elevada de dichos elementos en la COMPORTAMIENTO DE METALES 53 50 35 0 3.4 0 0 5.9 6.3 As 6.3 7 0.66 Cd 0.012 Hg Pb 2 2.6 2.4 2.7 3.5 0 0 0 1.2 0.8 1.3 Ramonal Palmar Sacxan Subte. Lopez Villas Manati Limite Maximo Figura 3. Comparación del comportamiento de metales pesados de los diferentes puntos de muestreo con los límites máximos permisibles según la EPA. CONCLUSIONESe logro determinar las concentraciones de metales pesados en el Río Hondo en Quintana Roo y estos resultados nos indican niveles por encima de los límites máximos permisibles por la EPA en el caso del mercurio, cadmio y arsénico. Este descubrimiento, permite identificar el grado de contaminación y a su vez el grado de afectación de la presencia de dichos metales al cuerpo de agua y a todos los usuarios del mismo. Los resultados obtenidos fueron a nivel de epilimnio y por la disolución, las corrientes y el constante flujo en el agua las concentraciones son menores que a nivel de sedimento, entonces, es de esperarse concentraciones mucho más elevadas de metales pesados en sedimento, debido a la gran presencia de materia orgánica y por ende de biomasa y por la bioacumulación de los metales. Los parámetros físico-químicos (temperatura, pH, conductividad y oxigeno disuelto) se encuentran más elevados en la desembocadura del río. Este hecho es debido a la condición de estero del sitio. sangre. La atribución de las concentraciones de metales pesados antes mencionadas, se le hace a la actividad agrícola de la zona cañera de la rivera del Río Hondo y a las descargas residuales del ingenio azucarero “San Rafael de Pucté” y los ingenios de Belice en los márgenes del mismo río. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecemos encarecidamente las facilidades brindadas por el Laboratorio de Química Ambiental de la Universidad de Quintana Roo y al Maestro José Luis González Bucio por su apoyo y por sus críticos comentarios. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 BIBLIOGRAFIA ISSN: 0187-3296 438 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Adams, W., Kimberle, R., Barnet, J., (1992) “Sediment quality and aquatic life assessment. Environmental science technology”, 321 pp. Colas, R. (1972) “La pollution des eaux, Que saisje?”, Presses Universitaires de France. 4a. ed. 128 pp., Francia. Förstner, U., Calmano, W., Hong, J., (1987) “Binding and Mobilization of heavy metals in contaminated sediments affected by pH and redox Potencial”. Water Science Technology Editions. 256 pp. Förstner U., Wittmann G. (1981) “Metal pollution in the aquatic environment”. Berlin, 2da Ed. Springer-Verlag, Heildelberg, 112 pp. International Standard Soil Quality, ISO 11047 (1998). “Determination of Cadmium, Chromium, Cobalt, Copper, Lead, Manganese, Nickel, and Zinc in Aqua Regia Extracts of Soil – Flame and Electrothermal Atomic Absorption Spectrometric Methods. Polo, C. (2000) “Estadística Multivariable Aplicada”. Ed. EPOP Terrasa. Rojas, A. y Morales, B., (2002) “Metales en hueso y sangre de manatíes (Trichechus manatus manatus) de la bahía de Chetumal, Quintana Roo, México”. Contribución de la ciencia MIC. 133-138 pp. SRE, 1998. “Acuerdo Binacional México-Belice. Secretaria de Relaciones Exteriores”. México, D.F. (www.sre.org/acuerdos internacionales). Word, J. and Mearns, A. (1979). “60-meter survey control of southern California. Southern California Coastal Water Research project”. T.M. No. 229 pp. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 439 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES AROMATIZACIÓN DE PUROS M. L. Arriaga Gaona, I. Hernández Romero, L. Hernández Limón, A. Pérez Cuellar y E. E. Torres Antúnez. Universidad Veracruzana, Facultad de Ciencias Químicas, Zona poza Rica – Tuxpan*[email protected] *[email protected] RESUMEN. El Tabaco es el nombre común de dos plantas de la familia de las Solanáceas cultivadas por sus hojas que, una vez curadas, se fuman, se mascan o se aspiran en forma de rapé. Tradicionalmente los puros solamente contienen el aroma clásico del tabaco desarrollado por diferentes procesos de fermentación del mismo, la innovación de este proyecto es la aromatización de los puros con productos naturales como la vainilla, que proporcionen un valor agregado al producto e incremente su rentabilidad. Para determinar el aroma adquirido por el tabaco, primero se detectó el olor antes de quemarlo, siendo este un agradable aroma a vainilla y hojas secas sin predominio del olor fuerte del tabaco, después al quemarse el puro el olor desprendido también fue agradable. Se determinó cualitativamente el aroma adquirido por la adición de la solución aromática contando para ello con varios catadores, utilizando una escala arbitraria del 1 al 10. Para determinar la rentabilidad del proyecto se realizó un análisis económico, calculándose el punto de equilibrio y el tiempo de recuperación de la inversión, siendo este menor a 2 años. Palabras clave: Tabaco, vainilla, fermentación, aroma. INTRODUCCIÓN El Tabaco es el nombre común de dos plantas de la familia de las Solanáceas cultivadas por sus hojas que, una vez curadas, se fuman, se mascan o se aspiran en forma de rapé. El tabaco es uno de los principales productos agrícolas no alimenticios del mundo. La planta madura mide de 1 a 3 m de altura y produce entre 10 y 20 hojas grandes. Éstas se secan, curan y utilizan para fabricar puros, tabaco de pipa y de mascar. La composición química del tabaco es muy variada, pero la proporción de cada una de ellas en el aire que inspira el fumador está sujeta a variables como: la variedad de tabaco, la mezcla de saborizantes, colorantes, grado de compactación de la mezcla, tamaño del cigarrillo, fuerza con la que se aspira, la temperatura que se alcanza al aspirar, el tipo de papel, etc. Tradicionalmente los puros solamente contienen el aroma clásico del tabaco desarrollado por diferentes procesos de fermentación del mismo, sin embargo este aroma es tan fuerte que los fumadores están cambiando sus preferencias por aromas más delicados. El objetivo de este proyecto es la aromatización de los puros con productos naturales como la vainilla, buscando de esta manera aromas naturales más suaves combinando lo artesanal con tecnología que eficientice la producción dando un valor agregado al producto, mejorando la calidad sin incrementar los costos de producción, lo cual redundará en mejores ventas ampliando su mercado. METODOLOGÍA El proceso desarrollado fue el siguiente: - Elección de los aromas a trabajar - Selección de la materia prima - Proceso de extracción de vainillina - Adición de la esencia al tabaco - Análisis económico En base a los cultivos de la región se decidió que el primer aroma fuera el de la vainilla, seleccionada la materia prima, se procedió a la extracción de la esencia, utilizando como solvente una mezcla alcohol etílico agua. Con la esencia obtenida se procedió a tratar el tabaco para determinar la cantidad requerida y el tratamiento preciso del mismo, observando que no se adicionaba de manera prolongada el aroma, por lo que se analizó la posibilidad de agregar un fijador, realizándose varias pruebas primero para elegir la sustancia menos toxica y después para encontrar la cantidad mínima que proporcione la adición del aroma y el tratamiento preciso del mismo. Se decidió utilizar como fijador alcohol bencilico. Se prepararon 10 soluciones porcentuales de vainilla para observar el comportamiento de ésta con la mezcla solvente- fijador. Se utilizó alcohol etílico (Q.P) y agua, como mezcla solvente y como fijador el alcohol benzílico, se prepararon 10 soluciones porcentuales de vainilla, para observar el comportamiento de la vainilla con la mezcla solvente- fijador. Las soluciones se dejaron macerar por 3 días, eligiéndose la muestra que registrara el aroma a vainilla sin predominio del alcohol benzílico. Una vez elegida la mezcla solvente – fijador adecuada se prepararon 10 soluciones con diferente cantidad de vainilla, después de macerarse se elaboró el puro con 3 hojas de distinta variedad de tabaco (Nicotiana tabacum, Nicotiana rustica, se humedecieron ligeramente las hojas con agua destilada, rociándose con 5 mililitros de la solución de vainilla repartida entre todas las hojas, Las hojas se sometieron a fermentación en la estufa a 40 °C durante 2 h preparándose enseguida el puro y envolviéndose en papel celofán. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se observó que el tabaco adhiere el aroma a vainilla por largo tiempo aún manteniéndose a la intemperie, siendo este un agradable aroma a vainilla y hojas secas sin predominio del olor fuerte del tabaco, se detectó el olor después al quemarse el puro, el cual también fue agradable. Se determinó cualitativamente el aroma adquirido por la adición de la solución aromática contando para ello con varios catadores (fumadores de puro) utilizando una escala arbitraria del 1 al 10, realizándose un análisis estadístico para validar la prueba, como se observa en la figura1. A partir de este gráfico se puede ver que conforme aumenta la cantidad de vainilla, el aroma aumenta de manera paulatina pero llega el momento en que, a pesar de que aumente la cantidad del soluto el aroma permanece constante debido a la CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 440 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES saturación de los puntos de unión de la vainillina con el tabaco en la parte superficial de la hoja. Diagrama de dispersión que muestra el comportamiento del aroma, según la cantidad de vainilla. 12 A ro m a 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Gramos de Vainilla Figura 1 Diagrama de dispersión para la cantidad de vainilla y el aroma obtenido según la opinión de 4 catadores expertos Para determinar la rentabilidad del proyecto se realizó un análisis económico calculando la inversión, como se puede apreciar en la tabla 1 Tabla 1 Costos de producción de puros aromatizados Inversión $ 465 600.00 Producción anual 30 000 unidades Pv $8.00 CF $117 000.00 Cv $60 000.00 Utilizando estos valores se calculó el punto de equilibrio que se presenta en la figura 2, donde se observa que a partir de 18,000 puros vendidos se empiezan a generar ganancias. Con base en un análisis financiero de la producción actual 30, 000 puros/año, a un módico precio de $ 8.00 pieza se determinó que la inversión se recuperará en 18 meses de producción y comercialización, como se observa en la figura 3. Figura 3 Diagrama de recuperación de la inversión en años. CONCLUSIONES Los productos del campo pueden tener un plus en la comercialización con innovación en sus procesos de producción, por lo tanto la aromatización de los puros representa ese valor agregado que se le aplica al tabaco favoreciendo su rentabilidad, permitiendo que la siembra de tabaco vuelva a ser un cultivo importante y un detonante para la industria de los puros en el estado de Veracruz. AGRADECIMIENTOS A la microempresa del Sr. Julio César García Díaz por confiar en nuestro trabajo como profesionistas y por las facilidades prestadas para la realización de este proyecto. BIBLIOGRAFIA Alegría. E.E., “TABACO”, disponible en red http://www.viatusalud.com Graham S. T. W., “Quimica Organica”, 2° edicion, ed limusa wiley, pp. 887-900 Ricker, M, Douglas. C. D.,“Botanica economica en bosques tropicales”,ed. diana, pp. 112-142 Walpole, M., “PROBABILIDAD Y ESTADISTICA “, 4° edición, Mc Graw Hill, pp. 373-415 Figura 2 Diagrama de punto de equilibrio de la producción de puros aromatizados con vainilla. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 441 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES DEGRADACIÓN OXIDATIVA DE 2-NITROFENOL CON TiO2 Y TIO2 EN PERLAS DE VIDRIO Y ALÚMINA I. Hernández Romero, J.G. Sandoval Robles, R. García Alamilla, S. Robles Andrade, R. O. González Paredes, S. Arias Pérez. Instituto Tecnológico de Ciudad Madero, J. Rosas y J. Urueta S/N, Col. Los Mangos, Cd. Madero, Tam., México.Tel. y Fax: 018332158544 email: [email protected]. RESUMEN. Se preparó el TiO2 por el método solgel a partir de butóxido de titanio y 1-butanol como solvente ajustando la síntesis a pH 5. Las perlas de vidrio fueron impregnadas con el gel obtenido, el gel remanente y las perlas impregnadas con Ti(OH) se secaron a 100 ºC durante 24 horas y se calcinaron a 500 ºC con aire durante 2 horas. La degradación fotocatalítica del 2-nitrofenol se realizó en un reactor intermitente y uno continuo, usando aire como oxidante, 0.35 g de TiO2 en polvo; 0.002 g de TiO2 depositado en las perlas de vidrio (TiO2-SG/PV), 0.303 g de TiO2 depositado en perlas de alúmina (TiO2-SG/PAL), todas las reacciones de realizaron en presencia de luz UV. La degradación del 2-nitrofenol con TiO2-SG fue del 100%, el mismo porcentaje de degradación fue obtenido con el reactor continuo empleando TiO2SG/PV y TiO2-SG/PAL. Los datos cinéticos del 2nitrofenol en ambos casos se ajustan a una cinética de orden uno. Palabras clave: Sol-gel, degradación fotocatalítica, Nitrofenol. dióxido de titanio, degradación de 2- INTRODUCCION Durante las últimas dos décadas, el gran volumen de aguas residuales vertidas por las empresas, conteniendo compuestos orgánicos altamente tóxicos, han ocasionado un gran deterioro ambiental en el aire, agua y suelo, esto ha motivado la búsqueda de materiales eficientes para la degradación de compuestos altamente recalcitrantes a la biodegradación, como el fenol, clorofenoles, nitrofenoles, etc. Entre las tecnologías más prometedoras para la reducción de este problema se encuentra la fotocatálisis. La fotocatálisis heterogénea es efectiva para la realización de la fotooxidación de una gran variedad de contaminantes orgánicos presentes en los efluentes. La utilización de TiO2 como fotocatalizador para la fotodegradación de contaminantes orgánicos en agua es un tópico relevante de aplicación, que ha probado su eficiencia en degradación de compuestos contenidos en aire y suelo. El TiO2 Degussa P25 es el fotocatalizador más usado, por su elevada estabilidad térmica, actividad y bajo costo, sin embargo, es de gran interés la preparación de la titania de forma que permitan máximizar el área específica, y obtener un mejor control de la estructura anatasa. El método de preparación influye significativamente sobre la morfología, estructura, superficie, fases cristalinas, fisicoquímica y propiedades electrónicas que están relacionadas con su fotoactividad. Las aguas residuales de la industria textil, petroquímica, producción de pesticidas, herbicidas e insecticidas contienen entre otros contaminantes 4nitrofenol (conocido como p-nitrofenol), generalmente en mayor concentración (>10 ppm). Dentro de esta investigación se reporta la fotodegradación del 2 nitrofenol(2-NF) usando TiO2-SG, TiO2-SG/PV y TiO2-SG/PAL, en fase anatasa, utilizando aire como medio oxidante. Palmesano et al., tienen estudios sobre las propiedades de la superficie de la titania dopada con fierro en la degradación de 4-nitrofenol; ellos observaron que los sitios ácidos Bronsted tienen una correlación con la fotoactividad. Mientras que Maurino et al., reportaron que el 80% de los grupos nitro pueden ser degradados en un medio aireado. Dingwang Chen and Ajay K., reportan la degradación de una solución acuosa de 4-nitrofenol a concentraciones de 10, 20, 40, 80 y 120 ppm en un reactor discontinuo, obteniendo la completa de degradación del aromático en 75 min; en este trabajo se utilizo 1 g/L deTiO2 degussa P25. Giuseppe Marci y Cols., degradaron una solución acuosa de 4nitrofenol con una concentración de 20 ppm obteniendo la degradación total en 180 min empleando 1 g/L de una mezcla de ZnO/TiO2. Por otra parte, M. H. Priya and G. Madras empleando un reactor continuo degradaron una solución acuosa de 4nitrofenol con una concentración de 100 ppm y 1g/L de TiO2, obteniendo la degradación total a las 5 h de reacción, por otra parte, poca información relacionada con la degradación del 2-nitrofenol se encuentra reportada en la literatura. En la presente investigación para la molécula del 2– nitrofenol, no se encontraron referencias o estudios relacionados, para hacer una comparación del trabajo con otros autores; por tal motivo el presente trabajo de investigación es muy relevante por ser uno de los primeros estudios con el 2–nitrofenol; obteniendo degradaciones del 100% en los dos sistemas, en batch casi en todas las concentraciones ( 40, 30, 20 y 10 ppm) y en el sistema continuo sólo a 10 ppm con perlas de vidrio y con perlas de alúmina. En esta investigación nos basamos en una ecuación más sencilla realizada por Levespield y J. M. Smith, en concordancia con lo reportado por Gun Dae Lee, Soon Ki Jung et., al.; reforzada por Edwin F., Natali S., Natalie T. y Luis F. G., Edwin A. M. F. y Jorge J. S., que establecen que la velocidad de formación del CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 442 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES producto puede ser escrita con una expresión de primer orden, que cumple con la cinética L-H, en la cual k es la constante aparente de velocidad de reacción. METODOLOGIA La preparación del dióxido de titanio se realizó con el método sol-gel, utilizando relaciones molares alcohol/alcóxido de 9 y agua/alcóxido de 6. La impregnación de las perlas de vidrio y alúmina se llevaron a cabo poniéndolo en contacto con el gel de hidróxido de titanio y las perlas a impregnar. La síntesis del TiO2 se llevó a cabo por el método solgel a partir de butóxido de titanio (97% Aldrich) y 1 butanol como solvente. Se mezcló el alcóxido con ¾ partes del peso total del solvente en un reactor de vidrio de 100 ml y se agito durante 1 hora, finalizada la etapa de homogenización, se agrego el alcóxido restante, con la cantidad de agua necesaria, para que se lleve a cabo la hidrólisis. Finalizada la hidrólisis se agitó la mezcla por 2 horas manteniendo el medio de síntesis a 65 ºC. Con el gel resultante se impregnaron las perlas de vidrio y alúmina. Las perlas impregnadas con el hidróxido de titanio se añejaron a temperatura ambiente durante 24 horas y se calcinaron a 500 ºC por 2 horas en medio oxidante, para obtener TiO2SG/PV y TiO2-SG/PAL. Con los catalizadores preparados se realizaron una serie de 4 pruebas de fotodegradación de 2-nitrofenol las cuales se llevaron a cabo en un reactor batch de 500 ml de capacidad, una segunda serie de 2 pruebas de degradación se efectuaron en un reactor continuo, usando en ambos sistemas de reacción, soluciones de 2 – nitrofenol(2-NF) con concentraciones de 40, 30, 20, y 10 ppm, respectivamente. Los reactores estuvieron expuestos a radiación ultravioleta suministrada por una lámpara de luz ultravioleta Aqua UV de 25 W y un flujo de volumétrico de 20 ml/seg de aire con la finalidad de activar el dióxido de titanio. La determinación del 2 – Nitrofenol ( 2-NF ) se realizó por medio de la norma mexicana NMX-AA-050SCFI-2001 para el análisis de agua - determinación de fenoles totales en aguas naturales, potables, residuales y residuales tratadas, utilizando el método directo espectrofotométrico. Para el análisis de la degradación del 2 – Nitrofenol (2-NF ), se utilizó un equipo Spectronic 21D de UV-Visible, Milton Roy. La determinación de la longitud de onda de activación del catalizador se hace por medio de la técnica de reflectancia difusa. Con esta técnica es posible estimar la energía de la banda prohibida (Eg) para cada catalizador. El valor de la energía de la banda prohibida en electrovolts (eV) se calcula de acuerdo a la siguiente expresión: 1240 Eg = λ g donde la longitud de onda (λg) está expresada en nm. RESULTADOS Y DISCUSION Difracción de Rayos X (DRX)En la figura 1, se muestra el patrón de difracción de rayos X del dióxido de titanio, obtenido por el método sol-gel y calcinado a 500 °C. Este material presenta la formación anatasa de la titania, ya que se observan los picos característicos de la fase anatasa a los 25.3, 37.8, 48.5, 54, 55.3, 62.5 y 68.9 grados identificada por sus líneas de difractos en la escala 2θ, esta fase es considerada la más activa para las reacciones fotocatalíticas. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 2θ Figura 1. Difractograma del TiO2-SG por sol-gel. En la figura 2 se muestra el difractograma de la TiO2/PAL, en el cual se aprecia la fase anatasa, que es más activa. TiO2/PAL 10 20 30 40 50 60 70 80 90 2 Theta Figura 3. Difractograma del TiO2-SG/PAL por sol-gel. Propiedades Texturales (BET) El área específica del dióxido de titanio (TiO2-SG) preparada por el método sol-gel fue de 52 m2/g, CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 443 VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES determinada por absorción de N2, método BET. Para las perlas γ-Alúmina se tiene un área específica de 164 Catalizador λg (nm) Eg (eV) Área (m2/g) TiO2 comercial 397 3.1234 25 (Aldrich) TiO2-SG 406 3.0543 52 TiO2-SG/PV 375 3.306 - TiO2-SG/PAL 395 3.139 164 40 35 30 Concentración ppm MEMORIAS EN EXTENSO 25 20 15 10 m2/g. Los datos se pueden observar en la tabla 1. Tabla 1. Energía de banda prohibida para el dióxido de titanio comercial y los preparados por sol-gel. 5 0 0 50 100 150 200 250 300 Tiempo ( min ) 40 ppm 30 ppm 20 ppm 10 ppm Figura 3. Perfil de degradación del 2-NF en un reactor batch. 40 Concentración (ppm) Espectroscopía UV-Vis con Reflectancia Difusa En la tabla 1 se muestran los valores de longitud de onda y energía de la banda prohibida para los catalizadores de dióxido de titanio y dióxido de titanio soportada en perlas de vidrio y alúmina, comparados con la titania Degusa P25. Control de proceso Para este sistema batch, la lámpara se encuentra colocada a 10.5 cm de la pared de la caja con espejos, o sea al centro; la lámpara emite aproximadamente 43 uW/cm2 en la parte superior, mientras que al centro de la misma tiene una intensidad de 156 uW/cm2, la cantidad de luz que pasa después del reactor es de 118 uW/cm2. En el sistema continuo, el reactor es de vidrio de 5 cm de diámetro. La lámpara emite aproximadamente 54 uW/cm2 en la parte superior, al centro de la misma tiene una intensidad de 413 uW/cm2; la cantidad de luz que pasa después del reactor es de 176 uW/cm2 y la que esta dentro de la caja alrededor del reactor es de 84 uW/cm2. Actividad fotocatalítica Las pruebas de oxidación fotocatalítica se realizaron en un reactor batch de 350 ml de solución de 2 nitrofenol a 40, 30, 20 y 10 ppm y con 0.350 g de catalizador. Para el sistema continuo se realizaron en un reactor de 330 ml de capacidad y 2000 ml de solución, se utilizaron 0.002 g de TiO2-SG y con las perlas de vidrio; y para las perlas de alúmina 0.303 g. La degradación fotocatalítica 2 nitrofenol, así como el perfil de degradación a diferentes concentraciones en reactor intermitente y continuo, se muestran en la figura 3, 4 y 5. En la figura 3, se observa como va disminuyendo la concentración del 2-NF en función del tiempo de degradación, obteniendo la degradación total en un tiempo de 5 h. En la figura 4 se observa el perfil de degradación del 2-NF en función del tiempo de irradiación usando TiO2/PV, la solución de la concentración de 10 ppm se degradó completamente en 110 minutos, el incremento del 2-NF, reduce el porcentaje de degradación; en el caso de la solución con 30 y 20 ppm se obtiene únicamente un 60% y 71% de degradación y mientras que con la solución que contiene 40 ppm la degradación fue de 53%. 30 20 10 0 0 50 100 150 200 250 300 Tiempo (min) 40 ppm 30 ppm 20 ppm 10 ppm Figura 4. Perfil de degradación del 2-NF en un reactor continuo con TiO2-SG/PV. El catalizador TiO2/PAL logró una degradación total del 2-NF con la concentración de 10 ppm en 240 minutos, como se puede apreciar en la figura 5. Con el incremento en la concentración del 2-NF se observa el mismo comportamiento que con el catalizador TiO2/PV. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 444 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES 40 30 9 20 Ln(C/Co) Concentración (ppm) 12 6 10 3 0 0 50 100 150 200 250 300 0 Tiempo (min) 0 40 ppm 30 ppm 20 ppm 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 Tiempo (min) 10 ppm Figura 5. Perfil de degradación del 2-NF en un reactor continuo con TiO2-SG/PAL. En las figuras anteriores se observa que la degradación del 2-NF, es más fácil ya que se obtienen porcentajes del 100 % en reacción del sistema intermitente con lámpara a 20 ppm y 10 ppm, en intermitente al sol prácticamente a todas las concentraciones. Los datos cinéticos de la degradación del 2 nitrofenol se ajustan a una cinética de orden uno. La constante de velocidad se determinó de acuerdo a lo reportado por Gun Dae Lee, Soon Ki Jung et. al., para la degradación de este tipo de compuestos; en la tabla 2 se observa el valor de k para las diferentes concentraciones del 2 NF, en cada uno de los reactores estudiados. 40 ppm 30 ppm 20 ppm 10 ppm Figura 6. Cinética de degradación de 2 NF en un sistema batch de reacción. En la figura 7, se obsrva que para el sistema continuo empleado TiO2-SG/PV, la cinética también se ajusta a orden uno, lo cual se comprobó por la tendencia líneal obtenida al graficar Ln ( C/Co ) vs tiempo. En el caso de la degradación del 2-NF usando TiO2-SG/PAL la cinética de igual forma es de primer orden, lo cual se observa en la figura 8. 12 10 Tabla 2. Valores de la constante de velocidad k a diferentes concentraciones del 2 NF 40 ppm 30 ppm 20 ppm 10 ppm 0.0088 0.0075 0.0137 8.300 0.0036 0.0020 0.1923 0.0230 0.0024 0.0022 0.0018 0.0067 Ln (C/Co) Conc. Cat. TiO2-SG lámpara TiO2SG/PV TiO2SG/PAL 8 6 4 2 0 0 En la figura 6, se aprecia la cinética de degradación del 2-NF a las diferentes concentraciones estudiadas, en todos los casos, la degradación del 2-NF sigue una cinética de orden uno. 50 100 150 200 250 300 -2 Tiempo (min) 40 ppm 30 ppm 20 ppm 10 ppm Figura 7. Cinética de degradación de 2 NF usando TiO2-SG/PV en sistema continuo. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 445 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Luis F. G., Edwin A. M. F. y Jorge J. S., para la degradación de estos compuestos. 3 2.5 CONCLUSIONES Ln (C/Co) 2 1.5 1 0.5 0 0 50 100 150 200 250 300 -0.5 Tiempo (min) 40 ppm 30 ppm 20 ppm 10 ppm Figura 8. Cinética de degradación de 2 NF usando TiO2-SG/PAL en sistema continuo. Para el TiO2 preparado por el sol-gel, del Figura 1 es muy similar a lo reportado por otros autores, lo que muestra un buen trabajo de preparación por este método en la presente investigación. En este trabajo, la titania preparada y la titania soportada en γ-alúmina, por el método sol-gel, presenta un área de 52 m2/g y la otra de 164 m2/g, de acuerdo al reporte de algunas muestras de catalizador, presentando una disminución de área con respecto a la titania pura con la de pH neutro, pero casi igual a la Degusa P25 y una disminución con la γ-alúmina. En lo que se refiere a la radiación en el sistema batch; dentro de la caja la cantidad de intensidad que pasa en el reactor es de aproximadamente 38 µW/cm2 el cual permanece constante durante la reacción. Con el sistema continuo sufre variaciones pequeñas de 14 µW/cm2 dentro de la solución que esta siendo recirculada, para ambos compuestos; la muestra que esta en contacto con las perlas, ya se a de vidrio o alúmina, tienen una variación en la intensidad de 237 µW/cm2, lo cual arroja una mayor cantidad de energía para poder degradar el compuesto en cuestión. En lo que se refiere a la molécula del 2 – nitrofenol, el presente trabajo de investigación es muy relevante por ser uno de los primeros estudios, obteniendo degradaciones del 100% en los dos sistemas, en intermitente casi en todas las concentraciones ( 40, 30, 20 y 10 ppm) y en el sistema continuo sólo a 10 ppm con perlas de vidrio y con perlas de alúmina. La mayoría de los estudios relacionados con la cinética de nitrofenoles (4-NF), se basan en una de las ecuaciones más sencillas y usadas para describir la cinética del proceso fotocatalítico; que es la de Langmui-Hinshelwood (L-H). En este trabajo el orden de la reacción fue determinada mediante la ecuación irreversible de orden uno (13), la cual ha sido reportada por Gun Dae Lee, Soon Ki Jung et., al.; reforzada por Edwin F., Natali S., Natalie T. y En las reacciones de fotodegradación del 2 nitrofenol con TiO2 como catalizador, las soluciones de baja concentración del 2-NF son degradadas completamente en sistema continuo irradiadas con luz UV o radiación solar e independiente del tipo de sistema de reacción usado. De acuerdo con los resultados se puede deducir que sólo el 24.35 % de la luz emitida por la lámpara llega al reactor batch y en el sistema continuo el 57.38 %, y de ésta sólo el 43 % logra pasar al interior del reactor, con esta intensidad se inicia el proceso catalítico. En las reacciones de fotodegradación del 2 nitrofenol se utilizo 0.35 g de catalizador a base de titania, en las reacciones del sistema batch con lámpara, empleando aire como medio oxidante, en el sistema continuo 0.002 g de catalizador en perlas de vidrio y 0.303 g en perlas de alúmina. La degradación máxima se presentó con la titania preparada por el método de sol - gel para el 2 NF a 20 y 10 ppm, en reacción batch . En el sistema continuo con TiO2 soportado en perlas de vidrio se presento una conversión del 100% con 10 ppm y lo mismo sucedió con las perlas de alúmina. Las reacciones de degradación del 2 nitrofenol siguen una cinética de primer orden. AGRADECIMIENTOS A la Universidad Veracruzana por el año sabático brindado para la realización del proyecto. Al Centro de Investigación del Instituto Tecnológico de Ciudad Madero. BIBLIOGRAFIA Chen Dingwang, Ajay K. Ray. 1999. Photocatalytic Kinetics of Phenol and its Derivatives over UV Irradiated TiO2. Applied Catalysis B: Environmental 23, 143-157. Giusepe Mele, Giusepe Ciccarella, Giusepe Vasapollo, Elisa García López, Leonardo Palmisano, Mario Schiavello, 2002. Photocatalytic degradation of 4 – nitrophenol in aqueous suspensión by using polycrystalline TiO2 samples impregnated with Cu(II) – Phthalocyanine, Applied Catalysis B: Enviromental (38)309 – 319. Giuseppe Marci, Vicenzo Augugliaro, María J. LópezMuñoz, Cristina Martín, Leonardo Palmiano, Vicente Rives, Mario Schiavello, Richard J. D. Tilley, and Anna Maria Venecia, 2001. Preparation Characterization and Photocatalytic Activity of Policristalline ZnO/TiO2 Systems. 2. Surface, Bulk Characterization, and 4-nitrophenol CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 446 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Photodegration in liquid-solid Regime, Jornal Physique Chem. B, 105, 1033-1040. Gun Dae Lee, Soon Ki Jung, Yeon Ju Jeong, Jin Hwan Park, Know Taek Lim, Byung Jun Ahn, Seong Soo Hong, 2003. Photocatalytic decomposition of 4-nitrophenol over titanium silicalie (TS-1) catálisis, Aplied catálisis A: General 239, 197-208. Ibáñez, J. G. Solarza, O., Gómez del Campo E. Octubre 1991. Journal of Chemical Education, Vol. 68 No. 10. Jimmy Lea and Adesina A. Adejosi., 2001. Oxidative degradation of 4-nitrophenol in UVilluminated titania suspension, Journal of chemical technology and biotechnology (76)803-810. Martínez A.I., Acosta D., López A., 2003. Sociedad Mexicana de Ciencia de Superficies y de Vacío. Maurizio Addamo, Vicenzo Augugliaro, Agatino Di Paola, Elisa García López, Vittorio Loddo, Giusepe Marci, Raffaele Molinari, Leonardo Palmisano, and Mario Schiavello, 2004. Preparation, Characterization, and Photoactivity of Polycrystalline Nanostructured TiO2 Catalysts, J Phys. Chem. B, 108, 3303 – 3310. M. H. Priya and Giridhar Madras. 2006. Kinetics of Photocatalytic degration of Chlorophenol, Nitrophenol, and their mixtures. Ind. Eng. Chem. Res., 45, 482 – 486. Maurino V, Minero C, Pelizzetti E, Piccinini C, Serpone N and Hidaka H., 1997. The fate of organic nitrogen under photocatalytic conditions: degration of nitrophenol and aminophenol on irradiated TiO2. Photochem Photobiol A Chem 109:171 – 176. Ollis DF, Pelizzetti E and Serpone N., 1991. Photocatalyzed destruction of water contaminants. Environ Sei Technol 25 (9): 1522-1529. Palmisano L, Schiavello M, Sclafani A, Martin C, Martin I. and Rives V., 1994. Surface properties of iron-titania photocatalysts employed for 4-nitrophenol photodegradation in aqueous TiO2 dispersion. Catal Lett 24(3 – 4):303 – 315. Soofin Cheng, Shi-Jane Tsai, Yi-Fen Lee, 1995. Catálisis Today 26. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 447 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES VALORACIÓN DE LOS EFECTOS AMBIENTALES EN LA PRODUCCIÓN DE HORTALIZAS DE EXPORTACIÓN Aguilar García Narda Mariana1; Silva Gómez Sonia E1,3, Bonilla y Fernández Noemi1,2, Ricardo Pérez Avilés1,3, Tornero Campante Mario A.2,1. 1 Posgrado en Ciencias Ambientales, Instituto de Ciencias-BUAP. 2Departamento de Agricultura y Ambiente, Instituto de Ciencias-BUAP.3 Departamento de Desarrollo Sustentable, Instituto de Ciencias- Buap. Avenida 14 Sur 6301, Col. San Manuel, C.P. 72760 Puebla, Puebla, México. Tel. 01(222)229-55-00. Tel. y Fax. Ext. 7353. [email protected]. RESUMEN.-El uso constante de agroquímicos empleados por los productores durante largos periodos de tiempo para elevar la producción agrícola, disminuir riesgos de plagas y enfermedades, atrasar o adelantar fechas de cosecha, producen daños tanto perceptibles como no apreciables a simple vista en el medio que los rodea mediante la contaminación de agua y suelo principalmente. El presente trabajo recoge la percepción de los agricultores, técnicos y de los dependientes de los negocios de agroquímicos, sobre los efectos ambientales que ha provocado el uso constante de agroquímicos en la producción bajo riego de hortalizas de exportación, teniendo como región de estudio cuatro municipios del centro del estado Puebla. Palabras clave. Percepción, efectos ambientales, agroquímicos, hortalizas. INTRODUCCIÓN La creciente demanda de alimentos requiere un constante incremento de la producción agrícola, lo cual puede lograse mejorando la productividad de los cultivos o ampliando la superficie cultivada. La presión que la agricultura ejerce sobre el suelo y el agua se incrementa cuando la producción se tecnifica y emplea compuestos químicos tales como los plaguicidas y los fertilizantes La contaminación del ambiente por agroquímicos se da por aplicaciones directas en los cultivos agrícolas, derrames accidentales, lavado inadecuado de tanques contenedores, filtraciones en los depósitos de almacenamiento y residuos descargados y dispuestos en el suelo. Los restos de estos plaguicidas se dispersan en el ambiente y se convierten en contaminantes para los sistemas biótico (animales y plantas principalmente) y abiótico (suelo, aire y agua) amenazando su estabilidad y representando un peligro de salud pública (Ortiz et al., 1997). Aun y cuando el uso de tecnologías como los agroquímicos y el riego han generado beneficios económicos a las zonas rurales en donde se emplean también han provocado cambios en la forma de cultivar además en estos sitios generalmente no se realiza un estudio del impacto ambiental ni se ha tomado conciencia de los costos ambientales que estas prácticas están provocando teniendo en cuenta que la presión que la agricultura ejerce sobre el sistema abiótico se incrementa cuando la producción agrícola se tecnifica y emplea agroquímicos, buscando con ello altos rendimientos y una cosecha de calidad, más si son cultivos para la exportación, tal es el caso de los agroquímicos, ya que el uso generalizado de estos productos han aumentado los riesgos y como consecuencia efectos directos e indirectos tanto en la salud, los ecosistemas, y la vida silvestre (Muñoz y Ávila, 2005). PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ¿Cuál es la percepción que tienen los actores (productores, jornaleros, asesores técnicos y dependientes de los negocios de agroquímicos, etc.) de los posibles riesgos ambientales por el uso de tecnología moderna para la producción de hortalizas? El uso indiscriminado de plaguicidas para la producción de hortalizas provocan efectos en el medio que los rodea que deben ser estudiados desde diferentes ángulos para lo cual es necesario conocer la percepción de los actores saber si identifican algún impacto ambiental inducido por esta tecnología con el objeto de prevenir sus efectos futuros, considerando los componentes agua y suelo. MARCO TEORICO CONCEPTUAL El presente estudio tiene en su concepción dos aspectos que parecieran contraponerse, el primero está relacionado con la sustentabilidad y el segundo con la producción de hortalizas enmarcada en el libre comercio. Al respecto Kennett, (2006), menciona la necesidad de un nuevo modelo de desarrollo sustentable para el libre comercio cuyos objetivos deben ser: a) Ayudar en la toma de decisiones sobre el uso de los recursos naturales y b) Servir como instrumento para asegurar las obligaciones económicas, sociales y ambientales. Sistemas de producción intensiva. En este aspecto es necesaria la identificación del nivel de uso intensivo de la tecnología predominante como la aplicación del riego y de agroquímicos, así como las actividades productivas dominantes debido a que se determina la frecuencia de empleo de los productos químicos CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 448 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES dentro del sistema de producción y que sean predominantes en la zona. La zona de estudio se toma como región a pesar de ser un estudio de caso de acuerdo a los espacios abstractos (la escuela francesa) la podemos clasificar como una región homogénea ya que en ella se cultivan hortalizas y esta seria la característica común; según la región económica (escuela alemana) se clasifica como una región agrícola, aunque cabe destacar que no tiene una forma compacta y hexagonal (ideal). Para lo anterior se cuenta con el apoyo de la empresa Agropalm. Es además una regionalización subjetiva, ya que de toda la zona tomarán criterios para determinar los limites de la región, por ejemplo el tipo de riego que se utiliza, la tecnología empleada y el tipo de hortalizas, estas características dan una delimitación referencial de la porción del territorio que se va a tomar como Cuadro 1.- Elementos críticos de la sustentabilidad Producción Tecnología Crecimiento Eficiencia Composición, Tecno-ambiental estructura Calidad Requerimientos Transferencia de tecnología es la introducción de una innovación a área o lugar en donde hasta entonces no estaba siendo utilizada. En el ámbito agropecuario la transferencia de tecnología se refiere al proceso de creación o desarrollo de innovaciones, tales como conocimientos, prácticas, productos, ésta puede contemplar o no a las características de las unidades de producción, las diferencias regionales y en general el medio ambiente económico y sociológico en el cual se aplica la tecnología (De la Rosa, 2004). Existen diferentes conceptos de percepción al respecto Thomas Reid (1710-1796), filósofo escocés fundador de la escuela escocesa del sentido común destaco la definición de "percepción" no es solamente la aprehensión de un objeto externo, sino también la presencia del objeto aprehendido, el proceso puede hacerse consciente de los objetos, relaciones o cualidades internas y externas, por medio de los sentidos y bajo la influencia de experiencias anteriores, en este trabajo se entiende como el conocimiento que existe en un grupo determinado de personas sobre la producción de hortalizas, así como el efecto que ellos observan sobre su entorno (sobre todo en agua y suelo) por el uso de agroquímicos en general del mismo modo confrontar las opiniones sobre un mismo tema a productores, técnicos agrícolas y negocios de agroquímicos. materiales Localización Intensidad OBJETIVO de energía Innovación Fuente: Provencio D. E., 1997 Identificar la percepción de los productores de hortalizas, asesores técnicos y dependientes de negocios de agroquímicos sobre los efectos ambientales en suelo y agua que ha generado la tecnología utilizada para la producción intensiva de cultivos hortícolas de exportación. espacio de investigación. Según la LGEEPA, (2003) los efectos ambientales debe entenderse como la modificación del ambiente ocasionado por el hombre en cualquiera de sus actividades, así pues la contaminación resultante es la presencia de una o mas sustancias o su combinación que cause desequilibrio ecológico, o perturbe agua, suelo, flora, fauna, etc; modificando su condición natural considerando además el impacto ambiental acumulativo como los efectos en el ambiente que resultan del incremento de los impactos de acciones particulares ocasionado por la interacción con otros que se efectuaron en el pasado o que está ocurriendo en el presente. METODOLOGÍA El presente trabajo se clasifica para su estudio de acuerdo con Méndez, (1993) como: retrospectivo al analizar los efectos de los plaguicidas durante un periodo de tiempo (persistencia). Observacional de manera cualitativa al emplear la interpretación de sucesos o acontecimientos en la zona. Comparativo entre formas de producción y como un estudio de caso al realizarse el análisis en la comercializadora “Agropalm” la cual tiene influencia en al menos cuatro municipios del estado de Puebla como se muestra en la Figura 1. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 449 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES condiciones ambientales de seguridad y de riesgo, etc.; El instrumento se aplico a 7 asesores técnicos que prestan sus servicios en la región de estudio y que trabajan con hortalizas. Instrumento 2: (DEPENDIENTES DE LOS NEGOCIOS DE AGROQUIMICOS), cuestionario entrevista de 39 preguntas dividas en 3 apartados relacionadas con aspectos de cultivos y condiciones de aplicación y seguridad. Este instrumento se aplico a 13 negocios de agroquímicos de los 21 existentes en la zona. Figura 1. Zona de estudio Así mismo se clasifica como una investigación exploratoria y descriptiva (Hernández et al, 2000), debido a que su objetivo central es precisar problemas, recolectar la percepción de los actores en la producción de hortalizas de exportación, y derivar elementos de juicio para elaborar recomendaciones. Es no experimental, analizando un periodo de tiempo continuo por lo que es longitudinal. La ruta crítica de la metodología se muestra en la Figura 2. Instrumento 3: (PRODUCTORES), cuestionario entrevista de 79 preguntas dividas en 6 apartados considerando aspectos sobre cultivos, relacionados con el entorno en factores como suelo, agua, condiciones ambientales, la percepción de las condiciones ambientales de seguridad y de riesgo, etc. Este instrumento se aplico a 55 productores de la comercializadora Agropalm. Se consideraron los elementos críticos de la sustentabilidad: ecológicos, social y económico. Se emplearon indicadores de factores tecnológicos, sistema de producción (uso, manejo y aplicación de agroquímicos); económicos, costos de riego (agua y luz); percepción del riesgo, uso y manejo de recursos, diversidad de especies hortícolas. RESULTADOS Identificar de una a varias listas de factores ambientales Aplicar un proceso de selección Lista de factores ambientales escogidos Lista de factores ambientales no escogidos Adquirir datos y realizar estudios básicos Describir el entorno afectado Propuestas para modificar las acciones Acciones alternativas Las hortalizas que se producen para exportación con más frecuencia en la zona de estudio son brócoli, col y cilantro. Lo anterior coincide con estudios previos en la zona como el realizado por Lara et al., (2003), en un estudio realizado en la zona de Acatzingo, (Progreso de Juárez, Huixcolotla y San Hipólito) donde identificaron una diversidad de 38 cultivos predominando lechuga, cilantro, col y alfalfa. De los cultivos más representativos encontrados en este trabajo, ninguno muestra predominio sobre otro en cuanto a producción para la exportación Figura 3. Correcciones Cultivos predominantes Jitomate Maiz Frijol Tomate 35 Comunicar hallazgos y recomendaciones Col Ejote 30 Figura 2. Ruta critica de la metodología Cilantro Lechuga 25 Para la recolección de datos implicó actividades estrechamente relacionadas: la elaboración de tres instrumentos, su validación, la aplicación del mismo, la codificación de datos, su análisis e interpretación. Chiles Brocoli 20 Cebollin Frecuencia Zanahoria 15 Pepino Calabacita 10 Rabano Instrumento 1: (ASESORES TECNICOS), cuestionario entrevista de 59 preguntas divididas en 6 apartados relacionados con el entorno en factores como suelo, agua, aspectos de los cultivos, condiciones ambientales, la percepción de las CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 5 Cebolla Betabel 0 Frecuencia Peregil Epazote Cultivos Ajo Flores col morada ISSN: 0187-3296 450 MEMORIAS EN EXTENSO Ingrediente Producto activo Arrivo Cipermetrina Paration Foley metilico Oxicloruro de Cupravit cobre, mix Mancozeb Thiodan Endosulfan Disparo Clorpirifos etil VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Tipo de plaguicida Frecuencia Insecticida 6 piretroide Insecticida 6 organofosforado Fungicida agrícola Insecticida Insecticida Insecticida Furadan Carbofuran acaricida Ridomil Metalaxil-M, Fungicida bravo Clorotalonil agrícola Control de Spintor Spinosad insectos Figura 3. Cultivos predominantes (zona de estudio) Las recomendaciones de manejo fitosanitario y la aplicación de agroquímicos las realizan en su mayoría los Dependientes de los Negocios de Agroquímicos, mismos que aseveran tener poco conocimiento de las características de los productos que recomiendan (60%) Figura 4 aunque afirman que dan capacitación sobre la aplicación de agroquímicos (76%), mientras que solo el 57% de Asesores Técnicos realizan esta actividad Figura 5; cabe destacar que solo un 20% de los negocios cuentan con el respaldo de un Asesor técnico. Los insecticidas son los agroquímicos más empleados por los Productores (70%), lo anterior coincide con los productos más vendidos por los Dependientes de los Negocios de Agroquímicos (40% insecticidas); para evitar usar plaguicidas tanto Asesores Técnicos (85%) como Dependientes de los Negocios de Agroquímicos (60%) recomiendan otras actividades dentro del manejo del cultivo. Caracteristicas de los plaguicidas 60 50 40 % 30 Asesores Negocios 20 10 0 No las Poco Regular Mucho Todas conoce Figura 4. Conocimiento de las características de los plaguicidas. 5 4 3 3 3 3 Cuadro 2. Productos más vendidos por los negocios de agroquímicos Fuente: Datos propios (instrumento 2. 2006) Un 85% de los Productores mencionan que existe deterioro en la productividad del suelo, debido a plagas y al uso excesivo de fertilizantes, lo anterior coincide con reportes de los Asesores Técnicos de la zona donde afirman que la presencia de nematodos y hongos en el suelo se ha incrementado en los últimos años; mientras que un 92% de los Productores afirman que la cantidad de agua ha disminuido por el mal uso del recurso, al exceso de extracción y la perforación de nuevos pozos en la zona, el 25% de los Productores encuestados afirma que los niveles freáticos en los pozos han disminuido considerablemente en los últimos años. Capacitacion sobre aplicación de plaguicidas Asesores No Negocios Si 0 10 20 30 40 50 60 70 80 % Figura 5. Capacitación a productores sobre la aplicación de plaguicidas. CONCLUSIÓN Los Productores de la zona de Quecholac, Palmar de Bravo, Los Reyes de Juárez y Tepeaca perciben un deterioro ambiental en su entorno, sobre todo en los factores agua y suelo en donde consideran grandes cambios negativos en los últimos años. Los estrictos controles fitosanitarios que deben cumplir las hortalizas de exportación, obligan a los Productores a utilizar de manera intensiva agroquímicos tales como insecticidas y fungicidas, provocando efectos negativos en el ambiente, sobre todo en suelo y agua. En cuanto a los productos más vendidos por los Negocios de Agroquímicos de 68 tipos de agroquímicos el 40% son insecticidas, de los cuales el 22% son organoclorados y el 22% organofosforados. Los dependientes de las tiendas de agroquímicos se encuentran poco preparados en cuanto al conocimiento básico de los agroquímicos que recomiendan a los productores y no hay evidencia del respaldo técnico de los responsables de los negocios. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 451 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES AGRADECIMIENTOS A la Vicerrectoria de Investigación y Estudios de Posgrado (VIEP-BUAP) por el financiamiento otorgado para la realización del presente proyecto de investigación con clave: 63/NAT/06-G. AGROPALM (Agroproductora y Comercializadora del Valle de Palmar, S. P. R. de R. L.) por las facilidades brindadas para la realización de este trabajo BIBLIOGRAFÍA Canter L W. 1999. Manual de Evaluación de Impacto Ambiental. Mc.Graw Hill. España. Segunda edición. pp. 49, 73, 124. Carabias J. y Landa R. 2005. Agua Medio Ambiente y Sociedad. Primera edición. UNAM. Mexico. D.F. cap.4. Castañeda, H. E. 2005. Metodología para el diagnóstico de agrosistemas y evaluación de la sustentabilidad en Cuilapam de Guerrero, Oaxaca. Tesis de doctorado. Colegio de Postgraduados, Puebla, México. De la Rosa P. P. 2004. Transferencia de tecnología hidropónica: el caso de Nativitas Tlaxcala y la Mixteca Poblana. Colegio de Postgraduados, Puebla, México. 303 p. Hernández S. R., Fernández C. C., Baptista L. P. 2000. Metodología de la investigación. Primera Edición revisada. McGraw-Hill. México. D.F. pp. 69, 72, 89-91,99. Kenneth, N. J. 2006. Análisis de los impactos del TLCAN desde la óptica de desarrollo sustentable (1994-2004). Tesis de Dr. en C. BUAP-IC - Posgrado en Ciencias Ambientales. Puebla, Puebla, México. 254 p. Ley General del Equilibrio Ecológico y La Protección al Ambiente. 2003. Protección al Ambiente. Publicado en el Diario Oficial de la Federación el 28-enero-1988. Méndez, R.I., Guerrero D.N., Moreno, A, L., Sosa M, C. 1993. El protocolo de investigación. Ed. Trillas. México. pp 209. Muñoz, P. C. y Ávila F. S. 2005. Los efectos de un impuesto ambiental a los plaguicidas en México. Gaceta Ecológica. 74: 43-73. Ortiz-Hernández. M, Sánchez-Salinas, E., VázquezDuhalt, R., y Quintero - Ramírez, R. 1997. Plaguicidas Organofosforados y Ambiente. Biotecnología. 3(2): 129-151. Provencio, D. E.1997 Desarrollo sustentable de las ciudades. Ciudades. México Seoánez C. M., 1999. Contaminación del suelo. Estudios, tratamiento y gestión. Ed. Mundiprensa. Madrid. Cap. 15 CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 452 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES ESTUDIO DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO BRAVO EN EL ÁREA DE INFLUENCIA DE CD. JUÁREZ, CHIHUAHUA-EL PASO, TEXAS. A. de la Mora-Covarrubias1 M. Quiñónez-Martínez1, M. Sosa-Cerecedo2, R. Soto-Cruz2, T. Lebgue- K2. Instituto de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Ciudad Juárez1. Facultad de Zootecnia, Universidad Autónoma de Chihuahua2. Periférico Francisco R. Almada km 1 E-mail: [email protected] RESUMEN. El documento presenta una caracterización de un tramo del Río Bravo utilizando 31 parámetros incluyendo los fisicoquímicos, microbiológicos y de metales. Las muestras de agua se tomaron durante el mes de abril del 2005 en cinco sitios asociados a características urbanas especificas y los análisis se realizaron en el laboratorio de Ingeniería Ambiental de la UACJ siguiendo las normas mexicanas. El pH, CE, SST, oxigeno disuelto, DQO, cloruros libres, substancias sensibles al azul de metileno, aceites y grasas fueron los parámetros fisicoquímicos excedidos en la mayoría de los sitios; igualmente sucedió con los coliformes totales, el Aluminio y el Manganeso. De acuerdo al análisis de Componentes principales se sugiere que el sitio dos, ubicado a medio kilómetro de las compuertas internacionales seria el mas impactado. Mediante la técnica Batelle, los índices de calidad del agua se sitúan alrededor del 0.20 no mostrando diferencia significativa ninguno de los sitios muestreados. Palabras clave: Río Bravo, Índice de calidad del agua. 2004) . En las ciudades conectadas, llamadas “ciudades hermanas”, coexisten problemas específicos de medio ambiente y salud pública que afectan ambos lados de la frontera (Reynolds, 2002). Grupos ambientalistas han manifestado su preocupación por la creciente contaminación del río responsabilizando de ello a las maquiladoras asentadas en la región (Monge, 2003). Se han encontrado niveles excesivos de metales pesados como arsénico, plomo y uranio en suelos y fuentes de agua (Reynolds, 2002) y aunque mucho es atribuible a la industria, también contribuyen a ello los vertederos de desechos municipales y residuos de químicos usados en la agricultura (Ordóñez, 2004). Existe un gran vacío de datos sobre uso de agua, tratamiento y distribución en la región de la frontera, así como sobre la ubicación de las fuentes contaminantes, por lo que el objetivo de este trabajo es caracterizar, mediante parámetros fisicoquímicos, microbiológicos y metales, el agua de un tramo del Río Bravo en el área de influencia de las ciudades hermanas Juárez, Chih y El Paso, TX y, mediante la aplicación del método BEES, estimar el índice de calidad del agua para diferentes sitios asociados a condiciones urbanas especificas. INTRODUCCION METODOLOGIA La cuenca del Río Grande/Río Bravo es la mas grande de la región semiárida binacional de El Paso, TX y Ciudad Juárez, Chih. México y representa un importante recurso para la industria, agricultura, suplemento de agua para uso domestico, recreación y hábitat para la vida silvestre (Mendoza et al., 2004). El Río Bravo es uno de los más grandes en extensión y posee una alta biodiversidad tanto en México como en EE.UU.; fue denominado el séptimo río más amenazado de los Estados Unidos por la extensa degradación que han sufrido tanto los hábitats riparios como la calidad del agua a lo largo de todo su cauce. Por más de 200 años ha experimentado modificaciones de las condiciones naturales debido principalmente a la urbanización, canalización, agricultura y cambios en el flujo y estructura del río. Especialmente impactada a sido la porción del río Bravo que comprende las regiones de Cd. Juárez, Chih. y El Paso, TX (Piñón, 2004). Los últimos 15 años, esta región fronteriza ha sufrido un cambio considerable por la migración que a dado un incremento substancial a la población (Ordóñez, Sitio de estudio Cd. Juárez es una ciudad mexicana fronteriza que se encuentra ubicada al noroeste del municipio de Juárez del Estado de Chihuahua, el que representa el 1.4% de la superficie total del estado. Se localiza a 31 44’ 22’’ latitud norte y 106 26’ 29’’ longitud este a una altura de 1116 msnm.; esta delimitada al norte con los Estados Unidos de Norteamérica siendo el Rió Bravo la frontera geográfica. . Su clima es muy seco templado (BWk) con temperatura media anual de 18.0°C alcanzando las temperaturas mas altas en los meses de junio, julio y agosto registrando extremas altas de 41.0° C. La precipitación promedio es de 264.5 mm anuales presentándose lluvias tipo torrencial en los meses de Julio a Septiembre (INEGI, 2001). CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 453 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Figura 1. Ubicación geográfica de la zona de estudio. Se seleccionaron cinco sitios con muestreo único, en base a condiciones físicas del área que aportaran datos relevantes para el estudio. En el sitio numero uno, las muestras se tomaron exactamente en las compuertas que dividen la frontera entre los estados de Nuevo México y Texas de la Unión Americana y el estado de Chihuahua en México. En cierta forma los análisis de este lugar nos permiten tener una caracterización de la manera en que es entregada el agua a México. El sitio numero dos esta localizado en las inmediaciones de la Fundidora Asarco quien por años ha estado en litigio por su probable participación en la contaminación del área por metales pesados. El sitio numero tres corresponde a un área ubicada en la Colonia Felipe Ángeles caracterizada por haber sido influenciada por la descargas tanto fluviales como domésticas además de la presencia de basura domestica del margen mexicano. En el área de las compuertas, se seleccionaron dos sitios, el cuatro corresponde al cauce natural del Río Bravo que funge como lindero político entre la ciudad de El Paso, TX y Cd. Juárez, Chih., caracterizado por un flujo muy irregular de agua y en el cual se hace una primera descarga de aguas de El Paso, TX y el sitio cinco caracterizado por el desvío del agua del río a la Acequia Madre que atraviesa por el centro la ciudad. Figura 2. Ubicación espacial de los sitios de muestreo. Cd. Juárez, Chih. 2005. Muestreo Las muestras de agua fueron tomadas los días 6 y 7 de Abril del 2005 entre las 9:00 y las 12:00 hrs., usando los envases especificados (vidrio, plástico y bolsas estériles). En campo se tomaron los parámetros de oxigeno disuelto, conductibilidad eléctrica, temperatura y pH. La muestras fueron pretratadas (acidificadas con HCl, HNO3 o H2SO4) y refrigeradas cuando así lo requería el protocolo y se transportaron al Laboratorio de Ingeniería Ambiental de la UACJ. Los análisis de los restantes 27 parámetros fueron realizados de acuerdo a la norma mexicana correspondiente para cada uno de ellos como es el caso de la NMX-AA-051-SCFI-2001 para los metales. Análisis estadístico El análisis estadístico utilizado fue el de Componentes Principales que nos permitió caracterizar los sitios de muestreo con la menor cantidad de variables clave. Para ello, estas fueron divididas en cuatro grupos. Las físicas, químicas, biológicas y metales. Se utilizo el paquete estadístico MINITAB Estimación de índice de impacto. Se aplico la metodología propuesta por Batelle que consiste en ponderar cada uno de los parámetros evaluados del 0 al 1 de acuerdo a su importancia como contaminante. El 0 se considera sin impacto y el 1 con fuerte impacto. Los Índices calculados para cada sitio se sometieron a un ANOVA para compararlos en significancia. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 454 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Tabla 2. Componentes principales para parámetros físicos RESULTADOS Y DISCUSION Los resultados que se muestran en la Tabla 1 corresponden únicamente a aquellos parámetros excedidos en la norma en al menos un sitio muestreado. De los nueve parámetros físicos evaluados, cuatro de ellos (pH, SST, O2 disuelto y DQO) se encuentran elevados en todos los sitios y la CE en tres de los cinco sitios. Para el caso del pH los valores fueron mayores a 8.74 que se encuentra fuera del promedio reportado por CILA (2000) para esta zona; sobre los Sólidos totales, Hamylim (1999) reporta valores por encima de los 1000 mg/lt cuando en nuestro caso solo el sitio 1 se excede de esa norma. La CE, quien Walton y Ohlmacher (1997) consideran baja durante los meses de marzo a octubre, por lo menos en los sitios 1, 2 y 4 estaba excedida de la norma. De acuerdo al análisis de CP se obtuvo que los dos primeros componentes explican el 82.2% de la variación y el grafico establece que los sitios 1 y 2 son los que presentan mayor impacto (Tabla 2 y Figura 3). Eigenvalue 4.3626 Proportion 0.545 Cumulative 0.545 Variable pH CE ST SST dureza alcalini O2 dis DQO PC1 -0.392 0.178 0.423 0.434 0.381 -0.242 -0.358 0.340 2.2171 0.277 0.822 0.9940 0.124 0.947 PC2 PC3 0.050 0.263 -0.612 -0.083 0.303 0.045 -0.174 0.165 -0.370 0.223 -0.568 0.132 -0.204 -0.587 0.016 -0.695 Tabla 1. Parámetros utilizados en la caracterización del agua del Río Bravo. Cd. Juárez, Chih. Abril, 2005 LIMITE 6.5-8.5** 40* 1000*** 1000*** 125* SITIO 1 8.74 14 1198 1004.6 441.3 SITIO 2 8.76 14 1082 941.0 295.6 SITIO 3 9.12 15 994 947.9 300.8 SITIO 4 9.06 19 1242 859.3 268.6 SITIO 5 9 16 936 913.0 166.9 12.83 12.65 12.55 18.87 18.3 Demanda química de oxígeno 116.86 (mg/L) Subst. Activas Azul metileno 0.5** 0.73 (mg/L) Grasas y Aceites (mg/L) 25* 74.9 Fosfatos totales (mg/L) 0.1*** <0.01 Cloro Libre (mg/L) 0.2-1.5** 0.16 Coliformes totales (NMP/100 ml) 50*** 220 Aluminio (mg/L) 0.2*** 5.096 Manganeso (mg/L) 0.15** 0.291 Plomo (mg/L) 0.4* N.D. * NOM-001-ECOL-1996 ** NOM-127-SSA1-1994 *** Ecological criteria of the National Water Commission for water reservoirs (Flores y Nava, 2002) ****Cox (1967) 90.98 82.5 88.9 98.03 1.35 0.62 0.04 0.06 63.3 0.58 0.06 170 5.67 0.277 N.D. 11.8 <0.01 0.12 3500 5.09 0.257 N.D. 1.37 <0.01 0.09 1700 4.46 0.268 0.012 36.0 <0.01 0.013 1600 5.67 0.291 N.D. 9.410.4**** 30*** S5 S3 1 CP2 PARAMETROS Ph Temperatura (°C) Conductividad Electrica (mS) Sólidos totales (mg/L) Sólidos suspendidos totales (mg/L) Oxigeno Disuelto (mg/L) S2 0 S1 -1 -2 S4 -2 -1 0 1 2 3 CP1 CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 455 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Fig 3. Grafico para los CP’s de las variables físicas. El análisis de los parámetros químicos muestra que de los nueve evaluados solo los Cloruros libres esta por debajo del mínimo en los cinco sitios, dato que coincide con Walton y Ohlmacker (1997); en cuatro se rebasa el permisible para sustancias sensibles al azul de metileno y en tres se excede el límite de grasas y aceites. encima de la norma, solo pudo ser detectado en el sitio 4. Peralta, et al, (1993) y Assadian, et al, (2003) reportan la presencia de varios metales en agua del río Bravo, pero ninguno que sobrepase la norma de calidad; por el contrario, Rios-Arana (2004) reporta altos niveles de Zn y Pb y Ordóñez, (2004) de Cd, Cu, Ni, Zn y Cr. Tabla 4. Componentes principales para parámetros microbiológicos. Tabla 3. Componentes principales para parámetros químicos. Eigenanalysis of the Correlation Matrix Eigenvalue 1.8689 0.1311 Proportion 0.934 0.066 Cumulative 0.934 1.000 Variable Col Tota Col Fec PC1 0.707 0.707 PC2 -0.707 0.707 S4 0.6 0.4 CP2B Eigenanalysis of the Correlation Matrix Eigenvalue 5.0923 1.8721 1.4476 Proportion 0.566 0.208 0.161 Cumulative 0.566 0.774 0.935 Variable PC1 PC2 PC3 AzulMet 0.368 -0.119 0.369 grasas 0.382 -0.267 -0.045 N total 0.393 0.315 0.116 amoniac 0.417 0.200 -0.128 Natos -0.285 -0.038 0.633 Nitos -0.302 0.394 0.412 Cl Libre -0.025 -0.681 0.047 Cloruros -0.281 0.271 -0.484 PO Tot 0.372 0.286 0.159 0.2 S1 0.0 S2 S5 -0.2 S3 S5 S2 1 -0.4 -1 S4 0 1 2 CP1B CP2A 0 S3 -1 S1 -2 -2 -1 0 1 2 3 CP1A Fig. 4. Grafico para los CP’s de las variables químicas. Tal y como lo muestran la Tabla 3 y el grafico 4, es el sitio dos el mas impactado por las variables químicas. De acuerdo a los microbiológicos, todos exceden la norma en coliformes totales pero no la rebasan en coliformes fecales. Tanto Garza y Figueroa (1997), CILA (2000) como Mendoza, et al, (2004) reportan en sus trabajos altas concentraciones de coliformes fecales a lo largo del Río Bravo aspecto que no coincidió con lo encontrado en este estudio. La Tabla 4 y Figura 5 muestran al sitio 4 como el de mayor impacto en relación a los parámetros microbiológicos. Finalmente en relación a los metales, de los 10 evaluados, solo el Aluminio y Manganeso rebasaron los limites permisibles en los cinco sitios muestreados. Es interesante mencionar que el plomo, aunque no esta por CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 456 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Fig. 5. Grafico para los CP’s de los parámetros microbiológicos. Como lo muestran la Tabla 5 y el Grafico 6, los sitios 1 y 2 pudieran ser los mas impactados por metales dado que muestran los valores mas altos para Aluminio, Arsénico, Cobre, Fierro y Mercurio. Tabla 5. Componentes principales para metales. Eigenanalysis of the Correlation Matrix Eigenvalue 4.9206 2.7033 1.7950 Proportion 0.492 0.270 0.179 Cumulative 0.492 0.762 0.942 Variable Al Ars Cu Cromo Fe Mn Hg Pb Na Zn PC1 PC2 0.406 -0.228 -0.235 0.517 0.383 0.072 0.260 0.330 0.342 0.378 0.191 -0.005 -0.114 0.471 -0.435 0.014 -0.371 -0.316 -0.268 0.317 De acuerdo a este primer análisis exploratorio, es posible decir que el sitio con menor calidad de agua es el numero 2, el cual se encuentra asociado a las inmediaciones de la fundidora Asarco. S1 2 CP2C 1 S2 S4 S3 0 -1 -2 S5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 CP1C Tabla 6. Índice de Calidad de agua por parámetro evaluado. Técnica Batelle. Parametros PH T (°C) CE ST SST O2 disuelto DBO DQO Azul metileno Grasas y Aceit Fosfatos total Alcalinidad Dureza total Cloro Libre Cloruros Nitrogeno Total Nit Amioniacal Nitratos Nitritos Col. totales Col. fecales Aluminio Arsénico Cobre Cromo total Fierro Manganeso Mercurio Plomo Sodio Zinc INDICE DE IMPACTO 1 0.38 0 0.08 1 1 0.28 0 1 0.27 1 0 0 0 0.21 0 0 2 0.41 0 0.33 0 0.53 0.26 0 0.70 1 0.76 1 0 0 0.74 0 0 3 1 0 0 0 0.55 0.25 0 0.60 0.14 0 0 0 0 0.42 0 0 4 0.90 0 1 0 0.45 1 0 0.67 0 0 0 0 0 0.58 0 0 5 0.80 0 0 0 0.13 0.93 0 0.78 0 0.22 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0.04 9 0 0.89 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0.25 5 0 0 0 0.03 0 0 0 1 0 0 0 0.47 0 0 0 0.44 0 1 0 0 0 0 0.90 0 0 0 0 0.24 8 0 0.89 0 0 0 0 0.75 0 0 0 0 0.18 1 0 0.77 0 0 0 0 0.83 0 0 0 0 0.21 6 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0.20 3 Figura 6. Grafico de los CP’s para metales. Índice de Calidad del Agua CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 457 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Los resultados de la técnica BEES para establecer un índice general de la Calidad de Agua por sitio y llevar a cabo una comparación por ANOVA se muestran en la tabla 6. Tabla 7. ANOVA de los Índices de Calidad para cada sitio muestreado. Analysis of Variance for index Source DF SS MS F SITIO 4 0.116 0.029 0.22 Error 149 20.115 0.135 Total 153 20.231 De acuerdo a la Técnica Batelle para generar índices de Calidad Ambiental, aunque los sitios 1 y 2 muestran el mayor valor, ninguno de los cinco sitios se considera diferentes con significancía estadística. Finalmente podemos concluir que el agua del Río Bravo, comprendida dentro del segmento muestreado, se encuentra con un índice relativamente bajo en cuanto a calidad de agua. P 0.930 Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev Level +-1 ---) 2 ---) 3 4 -) 5 ) lado estadounidense, el mas impactado en cuanto a calidad del agua en general. N Mean 31 0.2545 0.3993 (------------*--------- 31 0.2471 0.3723 (------------*--------- 31 30 0.1806 0.2223 0.3298 (------------*------------) 0.3628 (------------*----------- 31 0.2032 0.3693 (------------*------------ AGRADECIMIENTOS Agradecemos a la Jefatura del Departamento de Ciencias Básicas del ICB de la UACJ así como al Laboratorio de Ingeniería Ambiental del IIT de la misma universidad por el apoyo otorgado para la realización del trabajo. StDev -----+---------+--------BIBLIOGRAFIA -----+---------+--------+---Pool StDev = 0.3674 E0.30 0.10 0.20 El análisis de varianza nos permite establecer la nula diferencia significativa entre los valores de los Índices de Calidad del Agua para los cinco sitios evaluados. CONCLUSIONES El objetivo de caracterizar el agua del Río Bravo en cinco sitios fue alcanzado al determinar 31 parámetros incluyendo los fisicoquímicos, microbiológicos y metales. El análisis multivariado de Componentes Principales nos permite concluir que es el sitio 2, el cual esta asociado a la presencia de la Fundidora ASARCO del Assadian, N.W.; C. Vogel; Z. Sheng; U. V. Figueroa y M. Palomo. 2003. Heavy Metal Distribution in Open Canals and Drains in the Upper Rio Grande Basin. Soil and Sediment Contamination, 12(3):305-323 CILA. Boletín hidrométrico del Rió Bravo. Num 702000. Comisión internacional de limites y aguas entre México y Estados Unidos Flores, J.S and J. Navar. 2002. An Assessment of Stream Water Quality of the Rio San Juan, Nuevo Leon, Mexico, 1995–1996 J. Environ. Qual. 31:1256–1265 Garza V. y A.L. Figueroa, 1997. AMBIENTE SIN FRONTERAS. Río Bravo, Frontera y Ambiente. VI Congreso Internacional de Historial Regional Cd. Juárez, Chih.26-28. Hamlyn, E. 1999. Paso del Norte sustainable water use strategy. 10th International Soil Conservation Organization Meeting. May 24-29 Purdue University and USDA-ARS INEGI. 2001. Cuaderno Estadístico Municipal. JuárezChihuahua. Mendoza, J.; J. Botsford; J. Hernández; A. Montoya; R. Sáenz; A. Valles; A. Vázquez y M. Álvarez. 2004. Microbial contamination and chemical toxicity of the Rio Grande. BMC Microbiology. 4:17 Monge, Gastón. Alarma Presencia de Tóxicos en el Bravo. Julio 21, 2003, El Universal Ordóñez, C. Natural Remediation of Contaminants along the Forgotten River stretch of the Rio Grande. March 2003 – February 2004 Peralta J., L. Barraza, E. Pérez, A. Bristol, J. Gardea y H. Curtis. 1993. Sales y metales pesados, una referencia para el suelo y el agua del valle de Juárez. Cuadernos de trabajo 1. Unidad de Ciencias Biomédicas, UACJ. Piñón Villarreal, A.R. 2004. Estudio comparativo de la flora nativa y exótica en 10 sitios del Río Bravo. Tesina. Programa de Biología. ICB –UACJ Reynolds A K. 2002. Calidad del agua a lo largo de la frontera México-Estados Unidos. Agua Latinoamericana. Noviembre-Diciembre. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 458 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Ríos-Arana W., J.L. Gardea, 2004. Assessment of arsenic and heavy metal concentrations in water and sediments of the Rio Grande at El Paso-Juarez metroplex region. Environment International. Vol. 29 Issue 7. Walton, J and G. Ohlmacher. 1997. Surface and Ground Water Interactions: El Paso - Ciudad Juárez Region. The U.S. Mexican Border Environment CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 459 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES LABRANZA DE CONSERVACIÓN EN CICLOS DE CULTIVO TRIGO-MAÍZ EN EL ESTADO DE GUANAJUATO 1 J. González Castañeda , R. M. González Almanza, A. Flores García , E. García Aguilera, J. T. Frías Hernández , S. Trejo Flores, M. P. Sandoval A. 1 Instituto de Ciencias Agrícolas, Universidad de Guanajuato, km 8 carretera Irapuato-Silao, Ex Hacienda El Copal, Apartado Postal 311, 36 500, Irapuato, Gto. fax 01 (462) 62 4 24 84, correo electrónico: [email protected] E-Mail: [email protected]; [email protected]. Tel.: 01 (462) 62 4 24 84 diferente significativamente con respecto a LCIE; RPA y RPI. La abundancia de bacterias y actinomicetos fue Resumen La labranza de conservación reduce la erosión, evaporación, compactación y las labores de manejo del suelo. El objetivo de este estudio fue evaluar las características físicas, químicas, microbiológicas y la dinámica de carbono en suelo en tres tipos de labranza. En el cultivo de maíz (ciclo primavera-verano) se comparó la labranza tradicional (RPA) con la labranza de conservación (RPI) dejando el rastrojo en la superficie; en tanto que para el cultivo de trigo (ciclo otoño-invierno) se emplearon tres tipos de labranza: labranza tradicional (LT), labranza de conservación dejando el rastrojo en la superficie (LCSI), labranza de conservación con incorporación del rastrojo (LCCI). Las parcelas experimentales se localizaron en el Instituto de Ciencias Agrícolas de la Universidad de Guanajuato y en el Distrito de Riego No. 11 en el municipio de Jaral del Progreso, ambos en el estado de Guanajuato. Los contenidos de materia orgánica tanto para trigo como para maíz se muestran a continuación; siendo para trigo LT 3,59%, LCSI 4.03% y LCCI 2.73%; en tanto que para maíz RPA 2.00% y RPI 3,00%, mostrando diferencia significativa cuando los restos fueron incorporados al suelo en el cultivo de trigo y con la labranza tradicional en el cultivo de maíz (LCIE y RPA) con respecto a LCSI, LT y RPI . Con respecto a la conductividad eléctrica LT y LCSI, mostraron diferencia significativa con respecto a los otros tratamientos. El pH fue de 8.04 en LCSI y labranza convencional. El objetivo del presente estudio fue comparar tres tipos de labranza (la tradicional y dos de labranza de conservación), a través de la evaluación de variables químicas como: materia orgánica, pH y conductividad eléctrica. Características microbiológicas, a través de la abundancia de bacterias, actinomicetos y hongos, así como la dinámica de carbono en suelo, en parcelas cultivadas con trigo (ciclo otoño-invierno) y maíz (ciclo primavera-verano). Materiales y métodos El muestreo de suelos se realizó a 10 cm de profundidad, en tres parcelas de diferentes dimensiones (3-4 ha) sembradas con trigo e irrigadas con agua de la presa Solís dentro del Distrito de Riego 11 en el Municipio de Jaral del Progreso, dentro del Estado de Guanajuato, México, cultivadas con trigo en otoño- mayor en los lotes con labranza de conservación que con la labranza tradicional. La abundancia de bacterias fue significativamente diferente en LCSI, LCCI y RPI, 5 8 observándose valores desde 4,5 X 10 hasta 1,8 X 10 -1 ufc gss . La dinámica de carbono mostró mayor actividad microbiana en los lotes con labranza de conservación tanto en trigo como en maíz, lo que favorece la mineralización del carbono. Introducción En Guanajuato, para actividades agrícolas, se destinan 1.2 millones de ha, con diversos métodos de cultivo: 34% con riego por gravedad, 16% con riego por pozos y 49% de temporal. En gran parte del estado se practica la labranza convencional sin incorporación de residuos y a veces con quema de estos, lo que propicia que el contenido de materia orgánica disminuya a valores menores que 2% (Corvetto, 1996; SIAP, 2006), favoreciendo la degradación del suelo, baja fertilidad, erosión, encostramiento, compactación y dificultad de manejo. Los costos de producción de maíz en temporal y trigo con riego cuando se aplica labranza de conservación disminuyen entre 25 y 30% con relación a la invierno y maíz en primavera-verano, con antigüedad de tres años. Condiciones de las parcelas: a) Labranza tradicional (LT), b) Labranza de conservación dejando el rastrojo en la superficie (LCSI), c) Labranza de conservación con incorporación del rastrojo de las dos gramíneas (LCCI). En el caso de maíz, el área experimental del Instituto de Ciencias Agrícolas de la Universidad de Guanajuato, México, en los últimos cuatro años se ha sembrado maíz y trigo de temporal, estableciéndose tres parcelas con práctica de labranza de conservación donde se han depositado los residuos del cultivo anterior en la superficie (RPI) y tres parcelas con labranza tradicional (RPA). Tanto para el cultivo de maíz como para el de trigo, se realizaron las siguientes determinaciones: por ciento de materia orgánica (MO) por el método de Walkley y Black modificado (1947). pH en agua en una relación suelo:solución 1:2.5 CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 460 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES (peso:volumen; p:v)(Malean, 1982). Conductividad eléctrica por el método del extracto acuoso, suelo:agua, 1:1 (Primo y Carrasco, 1973). Abundancia de microorganismos en suelo, siguiendo la metodología de la cuenta viable, para bacterias se utilizó en Agar Extracto de Suelo (James, 1958), los actinomicetos se sembró en Medio Czxapeck (Wellington y Coth, 1986) y para hongos se utilizó el medio de Martin (Parkinson, 1986). Los resultados fueron analizados bajo un diseño completamente aleatorio, realizándose además pruebas de comparación de medias de Tukey al 0.05% de confianza. Resultados En la Tabla 1, se muestran los resultados del análisis de varianza de materia orgánica, pH y conductividad eléctrica. Se observa que existió diferencia significativa entre los tratamientos en las tres variables tanto para trigo como para maíz. El contenido de materia orgánica fue mayor en trigo cuando no se incorporaron los residuos (LCSI) que cuando se incorporaron (LCCI). Con respecto a maíz, el por ciento de materia orgánica fue mayor cuando no se incorporaron los residuos (RPI). El pH fue diferente significativamente tanto en trigo como en maíz, para los tratamientos con labranza de conservación (LCSI, LCCI y RPI) con respecto a los testigos (LT y RPA). La conductividad eléctrica fue diferente significativamente para el trigo cuando se incorporó o no el rastrojo en el suelo (LSCI y LCCI), en tanto que en maíz no se observó diferencia significativa. Tabla 1. Materia orgánica, pH y conductividad eléctrica de los tratamientos en los cultivos de trigo y maíz con labranza de conservación y tradicional. * Labranza tradicional ** Labranza de conservación sin incorporación de rastrojo *** Labranza de conservación con incorporación de rastrojo Letras diferentes indican diferencia significativa p<0.05 En cuanto a la abundancia de microorganismos, estos se muestran en la Tabla 2, en la cual se exhiben también resultados interesantes, tanto para bacterias como para actinomicetos, en el caso de trigo se observó diferencia significativa en los tratamiento con labranza de conservación (LCSI y LCCI) con respecto al testigo (LT), en tanto que para maíz no se observó diferencia significativa. Sin embargo los resultados encontrados para hongos mostraron diferencia significativa para trigo y maíz, en los tratamientos de labranza de conservación donde se incorporaron los residuos (LCCI y RPI) con respecto a los que no se incorporaron (LT, LCSI y RPA). En la Figura 1. se muestran los resultados obtenidos en la dinámica de carbono para los cultivos de trigo y maíz con labranza tradicional y de conservación, incorporando o no los residuos en el suelo. Tabla 2. Abundancia de microorganismos en los cultivos de trigo y maíz con labranza de conservación y tradicional. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 461 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES * Labranza tradicional ** Labranza de conservación sin incorporación de rastrojo *** Labranza de conservación con incorporación de rastrojo Letras diferentes indican diferencia significativa p<0.05 Figura 1. Dinámica de carbono en suelo en los cultivos de trigo con labranza tradicional (LT), labranza de conservación sin incorporación de rastrojo (LCSI), labranza de conservación con incorporación de rastrojo (LCCI) y maíz con labranza tradicional (RPA) y labranza de conservación sin incorporación de rastrojo (RPI). Discusión Los contenidos de materia orgánica, en cuanto al porcentaje reportado en el tratamiento de labranza de conservación con incorporación de rastrojo para trigo (L.C.C.I.) es menor y diferente con respecto al testigo y al de labranza de conservación sin incorporación de rastrojo (L.C.S.I.), lo que indica que al ser incorporados los residuos desde hace tres años y estar en contacto más directo con todo tipo de microorganismos se ha acelerado el proceso de mineralización de la materia CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 462 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES orgánica más que en los otros dos tipos de labranza, siendo esta la razón por la que el porcentaje de materia orgánica se vio disminuido; con respecto al maíz el por ciento de materia orgánica fue mayor y diferente significativamente en (RPI) que en (RPA), cabe recordar que en el caso de maíz el cultivo es de temporal las condiciones ambientales son diferentes, esto también se relaciona con la determinación de la conductividad eléctrica, la cual se usa comúnmente para indicar la concentración total de componentes ionizados en las soluciones, y esta íntimamente relacionada con la suma de cationes (o aniones) y en general tiene una correlación estrecha con los sólidos totales disueltos. La cantidad de residuos que se deja inicialmente sobre la superficie del suelo cambia a través del tiempo y está condicionada por la ocurrencia de varios factores. La velocidad del proceso de descomposición modifica la presencia de residuos y depende, en principio, de las condiciones de temperatura, humedad y actividad biológica. Cada región, dada su condición ambiental y socioeconómica, tiene características particulares para la labranza de conservación, en las regiones templadas frías, la descomposición del residuo es más lenta que en regiones tropicales, donde existen altas tasas de mineralización. Investigaciones recientes indican que la existencia de residuos en labranza de conservación fomenta el incremento de carbono orgánico cerca de la superficie (Word et al., 1991; Potter y Chichester, 1993; Franzluebbers et al 1995). Esto significa que los nutrientes contenidos en el rastrojo incorporado dejaron de estar en forma orgánica y pasaron más rápidamente a forma inorgánica, siendo de esta manera como los aprovechan las raíces de las Los cultivos con labranza de conservación, con incorporación de residuos mostró mejor mineralización de nutrientes: un porcentaje menor de materia orgánica y mayor conductividad eléctrica para trigo. La abundancia de bacterias, actinomicetos y hongos fue mayor en los suelos con labranza de conservación tanto A la Universidad de Guanajuato por haber otorgado el financiamiento al proyecto: “Efecto del uso de un sistema de labranza de conservación sobre las Referencias Bravo E, M., Van Niewkoop, M., Contreras, J.R., Jiménez, J.L. y Morales Guerra, M. 7 Claverán Alonso, R., Fragoso Tirado, L.E. y Sánchez Brito, C. 2001. La labranza conservacionista en México. En: I World Congress on Conservation Agriculture. Madrid. 1-5 October. Corvetto, C.C. 1985. Cero labranza, extraordinaria alternativa para el cultivo de cereales en suelos erosionados. IV Internacional Conferece of Soil Conservation. Caracas, Venezuela. plantas. El significado de este resultado es de suma importancia pues indica que este tipo de labranza con incorporación de residuos aumenta la disponibilidad de nutrientes en forma inorgánica en relativamente poco tiempo, lo que implica una menor necesidad de aplicación de fertilizantes minerales y por ende una reducción de costos y una menor contaminación de los mantos acuíferos por lixiviados, lo que reviste un factor de importancia tanto económica como ambiental, resultados similares han sido reportados por otros investigadores (Douglas, y Rickman,1992; Van Nieuwkoop et al., 1992; Bravo et al., 1993; Velázquez et al, 2001). Con respecto a la abundancia y tipo de microorganismos , y considerando además que estas poblaciones son las responsables del proceso de mineralización, los resultados en trigo muestran que las poblaciones de bacterias , actinomicetos se incrementaron en (LSCI y LCCI) en tanto que los hongos se incrementaron en (LCCI), indicando que la labranza de conservación favorece la proliferación de los microorganismos debido a que el suelo no se remueve y se tiene material orgánico que condiciona el medio para el desarrollo de estos organismos, resultados similares han sido reportados por Raggi (1990) y Wood (1991). La dinámica de carbono está muy relacionada con el comportamiento de las poblaciones microbianas, la labranza de conservación incrementa la biomasa del suelo, lo que favorece la actividad enzimática, resultado similares han sido reportados por otros autotes (Lal, 1989; Erenstein y Cadena, 1997; Erenstein, 1999 y Claverán et al., 2001). Conclusiones en trigo como en maíz, sobresaliendo el lote con incorporación de rastrojo. La dinámica de carbono Lo que implicó una menor aplicación de fertilizantes minerales, reducción en los costos de producción y una menor contaminación de los mantos acuíferos por lixiviados, lo que reviste un factor de importancia tanto económica como ambiental. Agradecimientos características mecánicas, físicas, químicas y microbiológicas”, bajo la convocatoria 2005 para apoyo a la investigación, de la Dirección de Investigación y Posgrado de la propia Universidad. 1993. El potencial de la labranza de conservación en la Mixteca Oaxaqueña. Centro Internacional de Mejoramiento de Maìz y Trigo, México, D.F.. Douglas, C.l. y Rickman, R.W. 1992. Estimating crop residue decomposition from air temperatura inicial nitrogen content and residue placement. Soil. Sci. Soc. Am. J. 56:272-278. Erenstein, O. 1999. The economics of soil conservation in developing countries. The case of crop resiue mulching. Thesis. Wageningen University.p.301. Erenstein, O. y Cadena, P. 1977. La adopción de labranza de conservación en un sistema de cultivo en ladera en Motozintla, CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 463 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Chiapas, México. NRG 97-01. México, D.F. Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT). 54 p. Franzluebbers, A.J., Hons, F.M. y Zuberer, D.A. 1995. Soil organic carbon, microbial biomass, and mineralizable carbon and nitrogen in sorghum. Soil Sci. Soc. Am. J. 59:460466. James, N. 1958. Soil extract in soil microbiology. Can. J. Microbiol. 4:363-370. Lal, R., Eckert, D.J., Fausey, N.R. y Edwards, W.M. 1990. Conservation tillage in sustainable agriculture. En : Sustainable agricultural systems. Soil and Water Conservation Society, Ankeny,Iowa. E.U.A. 203-225p. McLean, E.O. 1982. Soil pH and lime requeriments. En: Methods of soil analysis. Part 2. 8 Labranza. Concepción, Chile. 47-76. Servicio de Información y Estadística Agroalimentaria y Pesquera (SIAP), Secretaría de Agricultura, Ganadería y Pesca de los estados (SAGARPA). (2006). Guanajuato. Situación al 31 de marzo de 2006. Van Nieuwkoop, M., Walter, W., Zamarrita, A., de la Piedra, R.C., Cruz, F., Camas, R. y Martínez, J. 1994. La adopción de tecnologías de labranza de conservación. La Fraylesca, Chiapas, México. CIMMYT-INIFAP. 93p. Velásquez, M., Tiscareño, M., Claverán, R. y Gallardo, M. 1977. Erosión y productividad bajo labranza de conservación I. Avances de investigación en suelos de ando de Michoacán. INIFAP-CENAPROS. Folleto Técnico. No. 1. 34p. Agronomy 9 (A.L. Page, R.H. Miller y D.R. Keeney, Eds. Am. Soc. Agronomy, Madison, Wisconsin, 99. 199-224. Parkinson, D. 1986. Filamentous fungi. En: Klute A. (Ed.). Methods of soil analysis. Second Edition. American Society of Agronomy, Inc. Madison, Wisconsin. E.U.A. Potter, K.N. y Chichester, F.W. 1993. Physical and chemical properties of a Vertisol whit continuos controlled-traffic, no-till management. Trans ASAE. 36:95-99. Primo, Y.E. y Carrasco, D. 1973. Química Agrícola (1). Suelos y fertilizantes. Alambra, España, p. 471. Raggi, M.R. 1990. Importancia de la materia orgánica en las propiedades físicas, químcas y biológicas de los suelos. Primeras Jornadas Binacinales de Cero Velásquez G, J. de J., Salinas G, J.R., Potter, K.N., Gallardo V, M., Caballero H, F y Díaz M, P. 2001. Cantidad, cobertura y descomposición de residuos de maíz sobre el suelo. Terra 20:171-182. Walkley, A. y Black, T.A. 1934. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Sci. 63,251-264. Wellington, E.M.H. y Toth, I.K. 1986. Actinomycetes. En: Klute A. (Ed.). Methods of soil analysis. Second Edition. American Society of Agronomy, Inc. Madison, Wisconsin. E.U.A. Wood, C.W., Edwards, J.H. y Cummins, C.G. 1991. Tillage and crop rotation effects on soil organic matter in a Typic Hapludult of northern Alabama. J. Sustainable Agric. 2:31-41. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 464 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES APLICACIÓN DEL COMPOSTEO EN RESIDUOS ORGÁNICOS MUNICIPALES, EN EL ESTADO DE GUANAJUATO 1 América Abisaí López Morales1, Jaquelina González Castañeda , Oyuki Castellanos 1 1 1 Meneses , Claudia Valeria Alfaro García , Alejandra Juárez Echeverría , Cinthya Liliana 1 Baltasar Samudio y Víctor Olalde Portugal2 1 Instituto de Ciencias Agrícolas, Universidad de Guanajuato, km 8 carretera IrapuatoSilao, Ex Hacienda El Copal, Apartado Postal 311, 36 500, Irapuato, Gto. Fax 01 (462) 62 4 24 84, correo electrónico: [email protected] 2 Laboratorio de Bioquímica Ecológica, CINVESTAV- IPN, Unidad Irapuato Autor para correspondencia: E-Mail: [email protected]; [email protected]. Tel.: 01 (462) 62 4 24 84 Resumen Los residuos sólidos se generan de diversas fuentes como son: los mercados de alimentos, residuos agrícolas, establos y jardines; los cuales ocasionan focos de contaminación, sin embargo, pueden ser aprovechados en la producción de composta, como una alternativa para reciclarlos, ya que convierte un material orgánico que ha sido desechado en un producto de mayor valor. El objetivo de esta investigación fue caracterizar fisicoquímica y microbiológicamente la composta obtenida a partir de residuos orgánicos municipales (residuos de mercado y jardín) con diferentes residuos de establo (estiércol). Los residuos vegetales tanto de mercado como de jardín se mezclaron con estiércoles de caballo, vaca o cerdo (1:1 v/v), adicionados o no de urea -1 (5gkg ). El sustrato fue colocado en contenedores de plástico de 53x42x35cm, cubiertos con plástico negro. Estableciéndose ocho tratamientos con cuatro repeticiones cada uno, homogenizando y manteniendo la humedad inicial durante los 90 días que duró el experimento. Las muestras secadas al aire se utilizaron para cada uno de los análisis. El volumen de los residuos disminuyó de 4,41 a 5,77 veces para el tratamiento RVJV y RVJCAU, respectivamente, en tanto que los testigos disminuyeron de 12,5 a 15 veces, la relación C/N fue mayor en los tratamientos con estiércol de caballo, seguida de vaca y finalmente la de cerdo con valores de 17.2, 12.5 y 7,6 respectivamente. Los testigos mostraron valores de 16.5 y 10.3 cuando se les adiciono o no urea. En general, los pH´s de las compostas fueron ligeramente ácidos a alcalinos a los 90’ dìas, observándose valores desde 6,7 hasta 9,62 siendo diferentes significativamente en los tratamientos con estiércoles de vaca y caballo con respecto al de cerdo cuando no se les adicionó urea, sin embargo cuando se les adicionó urea todos los tratamientos mostraron diferencia significativa entre sí. Las CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 465 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES bacterias proliferaron más que los hongos y en ambos casos se incrementaron las ufc/g muestra seca, a los 90 días de composteo. Se aislaron bacterias degradadoras de Introducción La generación de residuos sólidos se considera una problemática a nivel mundial, que tiende cada día a incrementarse. En México, se calcula una generación anual de 35 383 000 toneladas (INEGI 2005), de las cuales el 49.3% corresponden a residuos de alimentos, residuos de jardinería y 2 datos reportados por la Dirección de Servicios Públicos Municipales del Ayuntamiento, se recogen aproximadamente 20 toneladas/día de residuos orgánicos en la Central A partir de residuos vegetales de la Central de Abastos de alimentos para consumo humano de Irapuato, Guanajuato, México, residuos de jardín y estiércol de vaca, caballo o cerdo. Se establecieron ocho tratamientos, manteniendo constante la presencia de residuos de mercado y jardín y variando los estiércoles: 1) estiércol de vaca (RVJV); 2) estiércol de caballo(RVJCA); 3) estiércol de cerdo (RVJCE); 4) estiércol de vaca+urea (RVJVU); 5) estiércol de caballo+urea (RVJCAU); 6) estiércol de cerdo+urea (RVJCEU); 7) esiduos mercado+residuos de jardín (RVJ); 8) residuos mercado+residuos de jardín+ urea (RVJU). Cada lote experimental se colocó en contenedores de 53x42x35cm, distribuidos completamente al azar, en las instalaciones del Instituto de Ciencias Agrícolas, de la Universidad de celulosa, quitina y pectina a partir de las compostas obtenidas. Palabras clave: composta, residuos orgánicos municipales, estiércol desechos orgánicos similares, por lo que se sabe que 17 441 000 toneladas/año son materiales orgánicos. En el estado de Guanajuato se generaron 1 584 000 ton en el año 2005 (INEGI, 2006) y específicamente para la ciudad de Irapuato, Guanajuato., de acuerdo a de Abastos de alimentos para consumo humano, adicionalmente, los residuos agrícolas que se generan en un ciclo de gramíneas, son aproximadamente 14 toneladas/hectárea. Metodología Guanajuato. Los tratamientos se homogenizaron cada 15 días y se mantuvo la humedad inicial (50-60%). Se tomaron muestras a los días 0, 30 y 90 y se secaron al aire. La disminución del volumen de los tratamientos, se realizó comparando el volumen inicial y final. El contenido de carbono total (%), nitrógeno total (%), se midieron por combustión seca siguiendo la metodología reportada por Nelson y Sommers (1982). El pH se midió con un potenciómetro, se utilizó una relación muestra:agua (1:5), siguiendo la metodología de Jackson (1964). Para la caracterización microbiológica, las muestras se sembraron en Agar Cuenta Estándar (Bioxon) para el recuento de bacterias, en Agar de Papa Glucosa (Bioxon) para hongos y para los degradadores de quitina, pectina y celulosa se utilizó un medio mínimo (Martino et al., 2002) al cual CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 466 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES se le adicionó la fuente de carbono especifica al 1% (para quitinolíticos, quitina comercial de camarón; para celulolíticos carboximetil celulosa de viscosidad media y para pectinolíticos, pectina cítrica, en ambos casos marca La Tabla 1, muestra los volúmenes iniciales y finales de los ocho tratamientos para la elaboración de 3 observarse los tratamientos con estiércoles de vaca, caballo y cerdo, sin adición de urea, mostraron una disminución en la relación del volumen inicial y final de 4.41, 6.00 y Sigma). Para los análisis estadísticos se utilizó un diseño completamente al azar, para en análisis de varianza con el programa MINITAB, para os ocho tratamientos por cuadruplicado. Resultados composta a los 0 y 90 días, así como la relación de volumen inicial y final para el mismo periodo. Como puede 5.22 respectivamente, siendo diferentes significativamente, en tanto que cuando se les adicionó urea, no mostraron diferencia significativa los tratamientos de de caballo y cerdo. Tabla 1. Disminución de volumen durante la elaboración de la composta en los días 0 y 90* * Tratamientos con residuos vegetales, jardín, estiércol de vaca, cerdo o caballo, adicionados o no de urea. Promedio de cuatro repeticiones, valores con letra diferente, indican diferencia significativa a p<0.05 CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 467 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES En la Tabla 2, la relación de carbono/nitrógeno a los 90 días, fue mayor en los tratamientos con estiércol de caballo, seguida de vaca y finalmente la de cerdo, sin adición de urea con valores de 17.2, 12.5 y 7.6 respectivamente, valores similares se observaron en los tratamientos con adición de urea. Los testigos mostraron valores de 10.3 a 16.5 cuando se les adiciono o no urea. Tabla 2. Relación Carbono/Nitrógeno en las compostas a los días 0 y 90 * Tratamientos con residuos vegetales, jardín, estiércol de vaca, cerdo o caballo, adicionados o no de urea. Promedio de cuatro repeticiones, valores con letra diferente, indican diferencia significativa a p<0.05 La Tabla 3, muestra los valores de pH obtenidos en los ocho tratamientos, en general se observó incremento en los valores de pH entre los 0, 30 y 90 días. mostrando diferencia significativa de los tratamientos con estiércol de vaca y caballo con respecto a los de estiércol de cerdo CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 468 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES sin adición de urea, a los 90 días, obteniéndose valores de 9,6, 9.60 y 8.4, respectivamente. Para el mismo periodo todos los tratamientos adicionados de urea fueron significativamente diferentes, así como los dos lotes testigo. Como era de esperarse la abundancia fue mayor en bacterias que en hongos. Las bacterias no mostraron diferencia significativa a los 90 días en los ocho tratamientos incluyendo los testigos, con valores La Figura 1, muestra las poblaciones de bacterias degradadoras de pectina, celulosa y quitina de los ocho tratamientos. RVJVU y RVJCAU fueron los tratamientos que mostraron mayor abundancia de bacterias de los tres tipos. 7 entre 2.3 y 5.9 x 10 ufc/gms; mientras que para hongos, se observó diferencia significativa para los tratamientos con estiércol de cerdo con urea y testigo sin urea, 2 y 4 8 x 10 , respectivamente, con respecto al resto de los tratamientos (Tabla 4). Tabla 3. pH de los ocho tratamientos de composta a los días 0, 30 y 90 días* *Tratamientos con residuos vegetales, jardín, estiércol de vaca, cerdo o caballo, adicionados o no de urea. Promedio de cuatro repeticiones, valores con letra diferente, indican diferencia significativa a p<0.05 Tabla 4. Abundancia de bacterias y hongos en los ocho tratamientos de composta a los 0 y 90 días* CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 469 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES ufc/g ms : unidades formadoras de colonia por gramo de muestra seca. Tratamientos con residuos vegetales, jardín, estiércol de vaca, cerdo o caballo, adicionados o no de urea. Promedio de cuatro repeticiones, valores con letra diferente, indican diferencia significativa a p<0.05 4 Figura 1. Poblaciones de bacterias (1x10 ) degradadoras de pectina, celulosa y quitina de los ocho tratamientos de composta aisladas a los 90 días Discusión Los tratamientos con estiércoles de cerdo y caballo, disminuyeron el volumen de residuos orgánicos, cabe resaltar que la cantidad de lixiviados fue mayor en los tratamientos testigo, lo que puede representar mayor infiltración en el suelo, potenciar la contaminación de los mantos acuíferos e incrementar riesgos a la salud (Gómez, L., 1995: CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 470 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Shaw et al, 1999 y Gómez,R., 2000) Un incremento en el pH generalmente resulta en un incremento de la biomasa y la actividad microbiana, nuestros resultados son similares a los reportados por otros investigadores como Adams y Adams (1983); Carter (1986) y Soon y Arshad (2005). Los microorganismos utilizan la energía del carbono para su metabolismo, por lo que existe una relación directa entre microorganismos, disponibilidad de nutrientes y contenido de materia orgánica, resultados similares a los Al Fondo Mixto de Fomento a la Investigación Científica y Tecnológica CONACYT-Gobierno del Estado de Guanajuato, Convocatoria 2006-1 por haber otorgado el financiamiento al encontrados en esta investigación, han sido reportados por otros investigadores (Hevis, 1986; Trinidad Santos, T., 1999; Gómez, 2000). Los microorganismos que degradan la celulosa , quitina y pectina, tienen una gran importancia ecológica, ya que aumentan la tasa de mineralización del carbono, haciéndolo disponible en el suelo, disminuyendo el costo económico y la contaminación. Agradecimientos proyecto: “Optimización de un proceso de composteo para el manejo de residuos orgánicos en el estado de Guanajuato”, así como a la propia Universidad de Guanajuato. Referencias Orgánicos en las condiciones del Trópico. ECOSUR, Unidad Tabasco. Instituto para el Desarrollo de Sistemas de Producción de Avanzada del Trópico Húmedo de Tabasco. Adams, T. Mc., Adams, S.N. 1983. The effects of liming and soil pH on carbon and nitrogen content in the soil biomass. J. Agric. Sci. 101:553-558. Carter, M.R. 1986. Microbial biomass and mineralizable N in solonetzic soil: influence of gypsum and lime amendments. Soil Biol. Biochem. 18: 531-537. Gómez, L. 1995. Situación y problemática de la agricultura orgánica en México. Memoria del ¡er Seminario sobre Agricultura Ecológica, Chapingo, Estado de México. p.16. Hevis, Y. 1986. Soil microorganisms, soil organic matter and soil fertility in: The role of organic matter in modern agriculture.Eds. Y. Chen and Y. Avnimelech.Martinus Nijhoff Publishers, Dordrecht, pp. 158-168. INEGI. Gómez, R. 2000. Tecnologías de producción de Abonos CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 2005. Con base en SEDESOL. DGOT. Subdirección de Asistencia Técnica a Organismos Operadores Urbanos ISSN: 0187-3296 471 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES productividad de los suelos. Simposium Internacional y Primera Reunión Nacional de Lombricultura y Abonos Orgánicos. 18-20 Octubre. Texcoco, UACH, México. Regionales. http://www.inegi.gob.mx/inegi /default.aspx INEGI. 2006. Con base en SEDESOL. DGOT. Subdirección de Asistencia Técnica a Organismos Operadores Urbanos Regionales. http://www.inegi.gob.mx/inegi /default.aspx Santos, A, T. 1999. El papel de los abonos orgánicos en la Shaw, K., Day, M., Krzymien, M., Mohmad, R., Sheehan, S., 1999. The role of feed composition on the composting process. Effect on composting activity. Journal of Environmental Science and Health. 34 (6): 1341-1367. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 472 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES RESIDUOS SÓLIDOS DE LA CIUDAD DE OAXACA, OAX, PARA LA CONSTRUCCIÓN DE MUROS. G. Aguilar-Oviedo1, V. J. Morales-Domínguez 2 y M. Ortiz-Guzmán2. Instituto Tecnológico de Oaxaca1, Av. Ing. Victor Bravo Ahuja No. 125 Esq. Calz. Tecnológico. Oaxaca. Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional Oaxaca. Instituto Politécnico Nacional2. Calle Hornos 1003. Santa Cruz Xoxocotlán. Oaxaca. México. Correo electrónico [email protected] RESUMEN La contaminación que enfrentamos, consecuencia de las actividad humanas actuales, ha llegado a formar parte de un problema a nivel mundial debido a la gran cantidad de productos desechables, que nos ha llevado a un aumento en el volumen de residuos sólidos. Es necesario actuar en consecuencia para lograr reestablecer la situación del planeta mediante un adecuado manejo de estos deshechos, con acciones como son: su reducción, reutilización y/o reciclaje, siendo este último uno de los métodos más sencillos y prácticos que se pueden llevar a cabo en el manejo de los residuos sólidos. Para el desarrollo del trabajo que se presenta, se investigó sobre las características de los residuos sólidos que se depositan en el tiradero municipal, producto de los deshechos provenientes de la ciudad capital del estado de Oaxaca y varios municipios conurbados, derivado de las actividades de cerca de medio millón de personas, se realizó una revisión de proyectos donde se han empleado residuos sólidos para la construcción; se seleccionaron materiales regionales e industrializados para ser empleados en la estructuración de muros y posteriormente se realizaron diversos diseños arquitectónicos de éstos. Actualmente se generan grandes cantidades de residuos sólidos, que contaminan suelos y cuerpos de agua principalmente y al aire cuando son quemados; estos deshechos pueden ser reutilizados para disminuir: su cantidad, costos de manejo, disposición, y el impacto al medio ambiente, con usos que nos provean elementos de separación, ornato u protección como son los muros, transformando la basura en elementos amigables con el medio natural. Palabras clave: Residuos sólidos, muros, reciclaje, construcción. INTRODUCCIÓN La contaminación que estamos enfrentando ha llegado a formar parte de un problema a nivel mundial debido a la gran cantidad de productos desechables generados por la globalización en que vivimos actualmente, la cual nos ha llevado a un aumento en el índice de contaminantes por residuos sólidos que afectan nuestro entorno día con día hasta el punto de volverse incontrolable. Para lograr reestablecer la situación del planeta causada por la contaminación se necesita urgentemente el compromiso de todos sus habitantes para actuar ante el problema, una de las medidas que se pudiera llevarse a cabo es ante los residuos sólidos, ya sea mediante su reducción, reutilización y/o reciclaje, siendo este último uno de los métodos más sencillos y prácticos que pueden realizarse. El reciclaje es un tema que ha tomado una considerable importancia a últimas fechas, pero cabe destacar que no se trata de un tema nuevo ya que se tiene indicios de que la humanidad lo ha practicado desde hace mucho tiempo atrás como Eduardo Mari, en su libro “El ciclo de la tierra” menciona, “…el caso de las construcciones, desde las viviendas modestas hasta palacios y templos, utilizando los materiales dejados por generaciones anteriores, muchas edificaciones romanas se erigieron sobre las griegas y éstas sobre otras más primitivas…” (Mari, 2000) sin embargo, es ahora cuando el problema se ha agravado, por lo que el reciclaje ha recobrado su valor. Actualmente existen empresas que se dedican al reciclaje de residuos sólidos, tal es el caso de las botellas de polietilentereftalato o también conocido por sus siglas P.E.T., las botellas son colectadas en grandes cantidades en basureros municipales por camiones contenedores de la empresa interesada y llevadas al centro de acopio para el reciclado del material, que consiste en el reprocesado de los residuos plásticos para transformarlos nuevamente en el producto original o en otros productos. El papel también puede reciclarse, el papel reciclable se elabora sin utilizar cloro en el proceso de blanqueo de la pasta. Puede obtenerse papel ecológico a partir de papel reciclado, garantizando la mínima utilización de productos químicos y la depuración de las aguas residuales. Se considera que cumple las condiciones de papel reciclado para la impresión y escritura, el que contiene como mínimo un 90% en peso de fibras de recuperación. Los residuos textiles como lo son las ropas y los calzados cuentan con un nivel de aprovechamiento considerable si se realizan colectas selectivas, mediante presentación de los mismos en los portales de las viviendas, organizadas por industriales recuperadores para su clasificación, los textiles recuperados se destinan a la fabricación de útiles de limpieza o rizos de hilachas, siendo la marina mercante el mayor comprador; una parte aún menor se destina a trabajos artesanales como en traperas, y así como estos, podríamos seguir mencionando otros ejemplos de residuos sólidos que tienen la posibilidad de ser reciclados y disminuir los contaminantes en nuestro medio. El siguiente trabajo tiene como objetivo el diseño arquitectónico de muros con residuos sólidos de mayor CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 473 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES presencia en la región, marcando como lugar de estudio el municipio de Oaxaca de Juárez, Oaxaca, debido a la importante generación de residuos sólidos en dicho municipio, la cual asciende a 0.807 kilogramos por habitante al día como lo describe el Dr. Alejandro Calvo Camacho en su publicación de fechas recientes: “Manejo integral de los residuos sólidos en la región de Oaxaca”, donde se analizan también los tiraderos clandestinos más comunes, entre los que destaca el de la agencia Santa Rosa Panzacola en la colonia del Tecnológico, con mayor extensión en m2 y cantidad de residuos que se tienen, llegando a un total de 136 toneladas al día aproximadamente (Calvo, 2005). A la fecha existen diversos proyectos realizados a nivel mundial donde se han usados los residuos sólidos como: el cartón, los neumáticos y las latas de aluminio entre otros, para el diseño y construcción de viviendas, unas veces como muros y otras como cubiertas, observándose que permiten un amplio uso por la versatilidad que tienen estos materiales, contribuyendo así a darles un uso más adecuado a los residuos sólidos que comúnmente desechamos de nuestros hogares, como el arquitecto norteamericano Michael Reynolds, diseñador de las Earthships en Nuevo México (Pople, 2001) y el arquitecto japonés Shigeru Ban quien proyectó la cabaña temporal de “troncos” de papel para auxilio de las personas en Kobe, Japón (Shuppan, 2000). En el Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional, Unidad Oaxaca, se llevó a cabo el proyecto de construcción de una sala de juntas usando como materiales botellas de plástico conocidas como P.E.T. y malla electrosoldada con la que rigidizaron los paneles, participando los alumnos del Instituto asesorados por el arquitecto Rafael Alavéz Ramírez, profesor del Centro Interdisciplinario, cabe mencionar que muchos de estos proyectos son de tipo experimental y que aún no existen normas que rijan el comportamiento para dichas estructuras. METODOLOGÍA En el diseño de los muros, se consideran dos aspectos principales que lo afectan visiblemente como son: el material, que estará sujeto a su disponibilidad y cantidad que se reúna, y el otro punto es el diseño que se le dará, el cual será definido por la función y los materiales que se usarán. Por tal motivo fue necesario que para el proyecto se propusiera un lugar de estudio del cual obtener información sobre la generación de los residuos sólidos, este lugar fue el municipio de Oaxaca de Juárez, Oaxaca, que se tomó para iniciar un estudio de los materiales de residuos sólidos que más predominan en la zona, sin embargo, el diseño fue de tres prototipos de muros que se podrán aplicar en cualquier zona, siempre y cuando tenga las condiciones requeridas. Se revisó la bibliografía existente en cuanto a la generación de residuos sólidos en el municipio de Oaxaca de Juárez, para obtener un parámetro de estos y con lo obtenido se realizó una concentración de datos en donde se registraron los materiales que pudieran ser usados en la construcción del muro, tabla 1. Se consultaron páginas de Internet para ubicar proyectos donde se han aplicado materiales de residuos sólidos tanto en la industria de la construcción como en diversas áreas, debido a que es uno de los medios en donde se puede obtener un rápido y fácil enlace a la información de los distintos países en que se han aplicado proyectos semejantes, lo que permitió tener una visión más amplia de cómo se puede dar utilidad a los materiales de deshecho. Tabla 1. Cuantificación de subproductos (Estrato Socioeconómico Medio) TIPO DE RESIDUO ALGODÓN CARTÓN CUERO RESIDUOS FINOS ENVASE DE CARTÓN FIBRA DURA VEGETAL FIBRAS SINTETICAS HUESOS HULE LATA LOSA Y CERAMICA MADERA MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN MATERIAL FERROSOS MATERIAL NO FERROSO PAPEL PAPEL DESECHABLE PLÁSTICO DE PELÍCULA PLÁSTICO RÍGIDO POLIURETANO POLIESTILENO EXPANDIDO RESIDUOS ALIMENTICIOS RESIDUOS DE JARDINERIA TRAPO VIDRIO DE COLOR VIDRIO TRANSPARENTE OTROS % 0.1307 7.0965 0.6514 3.3824 0.9320 0.0511 0.1519 0.4049 0.6254 1.1665 1.5834 1.1435 0.0000 1.7839 0.1459 12.6041 2.9214 0.0371 7.1406 0.4410 5.0640 41.0865 5.9285 1.7097 0.8819 2.0535 0.6123 Fuente: Calvo Camacho, A. “Manejo integral de los Residuos Sólidos en la Región Centro de Oaxaca”, Ed. Carteles Editores, p. 54. Se realizaron visitas a Instituciones como la Facultad de Arquitectura de la Universidad Benito Juárez de Oaxaca, ubicado en el centro del municipio de Oaxaca de Juárez, Oaxaca, con el fin de indagar acerca de los proyectos de tesis que se han desarrollado y que tengan que ver con la reutilización de los residuos sólidos. También se visitó al Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Regional Unidad Oaxaca, donde se llevaba a cabo la construcción de una sala de juntas a base de materiales de residuos sólidos. En esta zona se tomaron fotografías que sirven para complementar el expediente de los proyectos que se han realizado. Es importante considerar el lugar donde se colocará el muro, las dimensiones que se tendrá que cubrir para evitar que una vez armado se tengan que hacer cortes, evitando generar desperdicios y mayor trabajo. Por último se utilizó la información para plantear el diseño arquitectónico de varios muros a base del material predominante como: botes de plástico (P.E.T.), CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 474 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES cajas de jugo, cajas de leche (tetra pack) y conos de huevo, que sirvieron de relleno y como refuerzo se ocupó malla electrosoldada, malla de gallinero, metal desplegado, cemento, arena, arcilla, agua y carrizo, procurando que la construcción no resultara costosa y usando en lo posible materiales de la región. Para la construcción del primer muro, se utilizó un machete para el corte del carrizo el cual se puede encontrar en esta región, y una segueta con la que se le dio el tamaño que se requiere, se fue amarrando uno con otro con la ayuda de rafia hasta formar un panel, figura 1, luego se ataron los botes de plástico al panel de forma que quedaran alineados, figura 2, los botes son de tamaño pequeño como los de refresco de 600 ml, en el otro panel también se colocó el carrizo, solo que esta vez se golpeó con un martillo de forma que quedaran tiras planas, una vez obtenidas estas, se colocaron entre la malla, ya terminado el muro se procedió al repello con mortero cemento-arena en un lado y cemento-suelo en el otro para comprobar su adherencia al panel, figura 3. El espesor del muro es de 0.14 m. Figura 3. Aplanado sobre el muro de carrizo y P.E.T. con mortero cemento-arena y cemento-suelo. Para el segundo muro, figuras 4 y 5, se ocuparon trozos de un armado de ferrocemento que había sido desechado y que se compone de malla electrosoldada, malla de gallinero y falso plafond, este material fue recolectado y se cortó de manera que quedaran dos cuadros iguales que formaron los dos paneles, en al interior se colocaron a manera de relleno las cajas vacías de jugo (tetra pack) y se unieron los paneles con un ganchillo de acero que se fabricó en el lugar para que mantuviera la separación entre una malla y otra. El espesor del muro es de 0.14 m. Figura 1. Panel elaborado con carrizo. Figura 4. Muro donde se emplearon recipientes tetra pack Figura 2. P.E.T. sujeto al panel de carrizo. Figura 5. Aplanado del muro elaborado a base de tetra pack y mallas metálicas. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 475 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Para el tercer muro, figuras 6 y 7, se uso malla de gallinero como refuerzo, a esta se le tejió carrizo previamente golpeado con el martillo para la obtención de tiras y que fuese mas fácil de manejar para ser tejido, una vez preparado este panel, se colocaron las piezas de conos de huevo atándolos con la ayuda de la rafia, con esto se constituyó el relleno, en la otra cara del muro se colocaron cajas de leche (tetra pack) totalmente extendidos de un lado, figura 8, y sacos de cemento vacíos del otro para disminuir el consumo de mortero al aplanar el muro, éste último se aplicó al muro para probar su adherencia, figura 9. El espesor del muro es de 0.10 m Figura 9. Aplicación de mortero en el muro. Figura 6. Carrizo tejido sobre malla electrosoldada. Figura 7. Conos de huevo sujetos al muro. Figura 8. Cajas tetra pack sobre el muro para disminuir el consumo de mortero. RESULTADOS Se obtuvieron tres diferentes diseños de muros empleando materiales industrializados y regionales como elementos estructurales que ayudan a darle forma y rigidez a los muros, y que sirven también para contener a los diferentes residuos sólidos empleados. Sobre estos muros se aplicaron capas de mortero para darle diferentes texturas, utilizando un mortero convencional y ensayando en ellos un mortero a base de cemento-tierra, presentando éste una buena trabajabilidad parecida al mortero cemento-cal-arena, comúnmente usado en el acabado de los muros; los muros se encuentran en observación para conocer su comportamiento. DISCUSIÓN Si bien es cierto que la globalización nos está llevando a una cultura utilitaria donde los deshechos que producimos impactan negativamente al ambiente ya que son difíciles de degradar, debemos aprovechar las propiedades de estos deshechos para establecer una cultura de reciclaje. En este trabajo se plantea el uso de los residuos sólidos que se generan en la región para que combinados con materiales regionales como el carrizo o industrializados en proporciones moderadas, sirvan en la construcción de muros, los cuales pueden tener distintos diseños y funciones. Actualmente existe una gran variedad de diseños que podemos encontrar en el mercado, los cuales nos permitan reducir costos al momento de colocar un muro en nuestra vivienda, entre ello los paneles prefabricados y los proyectos a nivel mundial mencionados anteriormente, el proyecto que se presenta es un derivado de los que hasta ahora existen y se puede aplicar para cualquier casa, edificio o construcción en general, cabe destacar que hasta el momento por la forma en que se diseñó solo tiene la función de muro divisorio o de relleno según sea el caso y por el tipo de armado no podría funcionar como muro de carga por que no tiene la resistencia para soportar pesos considerables. Podríamos buscar otras maneras de abaratar los costos de un muro, pero considerando la situación en que actualmente vivimos, debe llevarnos a reflexionar y abrir la mente al uso de los residuos sólidos, ya que estos materiales son abundantes en nuestro medio ofreciendo una gama de posibilidades de diseños de un CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 476 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES muro, ya que pueden ser de espesores diversos con únicamente aumentar la cantidad de los materiales de residuos sólidos y aunque actualmente esta construcción es de tipo experimental, se pueden ver reducidos los costos. CONCLUSIONES El presente trabajo, nos lleva a concluir que producto de las actividad humanas actuales, se generan grandes cantidades de residuos sólidos, muchos de los cuales son difíciles de degradar y que impactan negativamente al medio ambiente, contaminando suelos y cuerpos de agua principalmente y al aire cuando son quemados; estos deshechos pueden ser reutilizados para disminuir su cuantía, los costos de manejo y disposición y el impacto al medio ambiente, con usos que nos provean elementos de separación, ornato u protección como son los muros, transformando la basura en elementos amigables con el medio natural. AGRADECIMIENTOS Se reconoce el apoyo para el desarrollo de este proyecto al CIIDIR-IPN a través del proyecto mejoramiento del adobe compactado para la construcción económica de viviendas en el estado de Oaxaca, clave SIP 20060660 y 2007. BIBLIOGRAFÍA Bell, E., 2001. “Shigeru Ban”, Ed. Laurence King Publishing, 148 pp. Calvo Camacho, A., 2005. “Manejo integral de los Residuos Sólidos en la Región Centro de Oaxaca”, ed. Carteles Editores, 73 pp. Mari, E., 2000. “El ciclo de la tierra”, Minerales, materiales, reciclado, contaminación ambiental, Fondo de cultura económica de Argentina, 141 pp. Mc Quaid, M., 2003. “Shigeru Ban”, ed. Phaidon, 240 pp. Pople, N., 2001. Casas pequeñas, Ed. Gustavo Gili, 208 pp. Pople, N., 2003. Casas Experimentales, Ed. Gustavo Gili, 240 pp. Shuppan, T., 2000. “Shigeru Ban” Projects in process to Japanese Pavilion, Expo 2000 Hannover, 80 pp. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 477 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES SISTEMA DE MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA CD. DE CHIHUAHUA (SMCA) L.F. Licón1, R. Gomez1, A. Campos 1, Centro de Investigación en Materiales Avanzados S.C.1. Miguel de Cervantes 120. Complejo Industrial Chihuahua. Correo electrónico [email protected] RESUMEN. La contaminación del aire reduce la calidad de vida de la población por sus efectos nocivos a la salud. Una forma de conocer la magnitud de esta contaminación mediante el monitoreo de contaminantes con equipos especializados. En la ciudad de Chihuahua se tienen problemas de contaminación del aire en diversas zonas, sin embargo no existía un monitoreo sistemático. Como un primer paso en el establecimiento de una red, se instaló una estación de monitoreo automático y se desarrolló un sistema de información (SMCA). El SMCA es un sistema de monitoreo e información en tiempo real de Monóxido de Carbono (CO), Dióxido de Azufre (SO2), Dióxido de Nitrógeno (NO2), Ozono (O3) y Partículas PM10. Para tal efecto, se construyó un sistema distribuido (cluster), el cual opera con el sistema operativo CENTOS Linux 4.5. Se desarrollaron diversas interfases seriales (RS-232) en Lenguaje C (Compilador GNU C), para solicitar y obtener la información de los diferentes equipos. Esta información es leída por un módulo de almacenamiento de datos escrito con el Lenguaje de Extracción Práctica y Reportes (PERL), filtrada y enviada tanto a un archivo de textos de registro en el directorio /var/log, como a una base de datos. El manejo de las bases de datos se realiza mediante un Lenguaje de Consultas Estructuradas (MySQL). Como servidor web se compiló e instaló Apache-2.0 y el sitio se codificó con el Preprocesador de Hipertexto (PHP), el Lenguaje de Marcado de Hipertexto (HTML), Javascript y el Lenguaje de Marcado Extensible (XML). El sitio Web permite a los usuarios visualizar en tiempo real los niveles de contaminación, y además genera reportes y gráficos en los periodos de tiempo deseados (Hora, Días, Meses, Años). El sistema cuenta con una sección de intranet, programada en lenguaje PHP, la cual permite obtener datos estadísticos en formato Excel (XLS), requiriendo de autenticación de usuarios. Este sistema tiene la capacidad de administrar la información de estaciones de monitoreo adicionales que se instalen en el futuro. Palabras clave: monitoreo de contaminantes atmosféricos, sistema de información ambiental. INTRODUCCION La contaminación del aire ocurre cuando la emisión de sustancias en ella alteran su estado natural y dañan al ambiente y a la salud humana (WHO, 2003). Estudios epidemiológicos en zonas urbanas asocian el aumento en los niveles de O3, PM10, NOx y CO con aumento en la morbilidad por problemas respiratorios, sobre todo en niños y adultos mayores (Cohen et al., 1997; Finlayson y Pitts, 1997; WHO, 2000). En consecuencia, se requiere una vigilancia cuidadosa de las concentraciones de gases contaminantes, así como de las partículas antes de realizar un cálculo aceptable de los efectos (Gutiérrez et al., 2004). Una forma de conocer la magnitud de esta contaminación es mediante el monitoreo de contaminantes con equipos especializados. El monitoreo atmosférico es un muestreo de la calidad del aire y uno de sus objetivos es determinar el tipo y las concentraciones de los contaminantes presentes en una muestra de aire ambiente; y es la primera etapa de un Sistema de Información Ambiental que incluye el análisis de la información recabada, y su difusión. La ciudad de Chihuahua a pesar de presentar problemas de contaminación del aire en diversas zonas contaba con estaciones fijas de monitoreo. Por este motivo, se instaló una estación de monitoreo automático en la ciudad y se desarrolló un sistema de información para el público. El objetivo fue determinar la calidad del aire, generar bases de datos de los niveles de contaminación e informar a la población por medios electrónicos. METODOLOGIA El SMCA es un sistema de monitoreo de información en tiempo real de CO, SO2, NO2, O3 y Partículas PM10. Para este fin se construyó un pequeño Sistema Distribuido (Cluster), el cual consta de un servidor y un ordenador personal, interconectados por una red privada y utilizando un mismo sistema de archivos en red. Capa Física El Ordenador contiene dos procesadores Pentium III, 1 GB de RAM DDR ECC Registered, 2 discos duros SCSI de 36GB a 15000rpm comportándose como un solo disco duro (RAID 0), un controlador de red de 100Mbps, y diversas ranuras de expansión PCI, requerimientos suficientes para funcionar como almacenador de datos (Logger). Se instaló un controlador de puertos serie (protocolo RS-232), para comunicarse con los equipos analizadores, CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 478 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES interconectados mediante cables seriales de manufactura propia. El Servidor consta de un procesador Xeon 5050 de doble núcleo con 2MB de Memoria Cache, 2GB de RAM FB 533MHz, 2 Discos duros SATA de 146GB a 10000rpm comportándose como espejo (RAID 0) para respaldar las bases de datos en tiempo real. Este equipo cuenta además con dos controladores de red de 1 Gbps cada uno, conectados a un switch de red Gigabit Ethernet mediante cables UTP Categoría 5, también de fabricación propia. El switch de red a su vez, esta conectado al switch principal, el cual se conecta al ruteador, y de aquí al Internet o a la Intranet. (Figura 1). Figura 1. Capa física del Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire (SMCA). Capa Lógica Sistema Operativo. Tanto en el logger como en el servidor, se instaló (en forma personalizada) el sistema operativo (S.O.) CENTOS Linux 4.5, con diversos servicios, compiladores y librerías, como NFS (Sistema de Archivos en Red), SMTP (Correo electrónico), NTP (Protocolo de Tiempo en la Red), Apache (Servidor Web), NAT/IPTables (Servicio de Seguridad o Firewall), Lenguaje C (GNU GCC), PERL, PHP, MYSQL (Servidor de Bases de Datos). El núcleo (kernel) del S.O. fue optimizado y recompilado para hacerlo específico a las tareas y arquitectura de cada maquina, además de optimizar espacio. El servicio NFS (Sistema de Archivos en Red) fue configurado para desempeñarse con una velocidad máxima y de forma segura. Interfases Virtuales RS-232. Se programaron 5 Interfases Virtuales Seriales con el protocolo RS-232 para comunicarse con los analizadores. Estas interfases fueron programadas en Lenguaje C. Cada programa inicializa uno de los puertos del controlador RS-232, con los parámetros requeridos por cada uno de los equipos de monitoreo (velocidad de transmisión en baudios, tamaño de los paquetes de datos, bit paridad, bit de paro, etc). Una vez inicializado el puerto, se emite una señal al equipo solicitando la concentración actual del contaminante, el programa entonces espera la respuesta (en milisegundos) y una vez que recibe la información solicitada, la escribe en una estructura de datos FIFO (Primeras Entradas Primeras Salidas). Estos programas son activados por el CRON (servicio del S.O. que ejecuta tareas calendarizadas) cada minuto, excepto para el PM10, el cual se activa cada hora. Logger Virtual. El logger virtual es un módulo programado en PERL, el cual lee las estructuras de datos FIFO (o colas) y es activado por el CRON cada minuto, obteniendo las concentraciones reales de los contaminantes. Estas lecturas son el promedio de las concentraciones de todo el minuto. Una vez obtenida la información, se hace la conversión a unidades ppm o mg/m3 (para el caso de PM10), se confirma que no hubo error en la transmisión y/o en el equipo y se realiza el almacenamiento. Este proceso se lleva a cabo en el disco duro local del ordenador personal (logger) y en el Sistema de Archivos de Red del Servidor (montado en el RAID 1 o Espejo), teniendo la información triplicada. En el primer caso se guarda la información en el directorio donde se registran los eventos del S.O. (/var/log), y en el segundo en la base de datos del arreglo de discos vía NFS. El logger además, notifica vía correo electrónico (SMTP) al personal del Staff cuando existen errores de comunicación y de calibración, o cuando algún parámetro excede los límites establecidos las Normas Oficiales Mexicanas. Servicio NTP. Para mantener consistencia con la fecha y hora de las lecturas, se definió un servicio NTP (Protocolo de Tiempo en la Red). En el lado del servidor cuenta con un servidor y un cliente NTP, ambos activados de dos formas: al iniciar o reiniciar el servidor, y por medio del servicio CRON. La función del cliente NTP, es conectarse a algún servidor NTP disponible en Internet, el cual calcula la hora actual con una precisión de 232 picosegundos. Una vez obtenida la hora actual, la función del servidor NTP es propagar la hora actual al cliente NTP del ordenador, teniendo así la fecha y hora exacta en todo el cluster (Figura 2). RESULTADOS Y DISCUSION Cálculo de Unidades. Este módulo desarrollado en PERL, es activado por el CRON, y su función es consultar periódicamente la base de datos de las unidades científicas (UC) e IMECAS o (Índice Metropolitano de la Calidad del Aire, DDF, 1996) para calcular los promedios actuales de las variables y almacenarlos en la base de datos. Cálculo de Datos Actuales en la WEB (Modulo de Optimización). El CRON también activa este modulo (programado en PERL), calculando los datos actuales de la página Web, acelerando el tiempo de respuesta a los clientes que se conectan al sitio. Bases de Datos. Las bases de datos contienen un código único de identificación del evento, la fecha y hora, tipo de contaminante, concentración y un código de error (si este es cero, la información del registro es integra). El manejo de las bases de datos se realiza CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 479 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES mediante un Lenguaje de Consultas Estructuradas (SQL). El sistema cuenta además con un arreglo de discos en configuración espejo (RAID 0) manteniendo las bases de datos respaldadas en tiempo real. Figura 2. Capa lógica del Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire (SMCA) CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 480 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Figura 3. Página principal del sitio web.. Además cuenta con un arreglo de discos RAID 1 de alta resultantes del periodo seleccionado. Además cuenta velocidad donde se hace un tercer respaldo. con una sección que muestra los contaminantes en Sistema de Seguridad. Toda la información que entre tiempo real (Figura 3). y/o salga del Sistema Distribuido, es filtrada por este Intranet módulo. Las comunicaciones NTP, el envió de alarmas Los usuarios del CIMAV, tienen además acceso a una y errores por correo electrónico y las consultas vía Web sección de Intranet, en la cual se pueden hacer o Intranet. consultas específicas, mediante una sección de opciones de búsqueda, tales como: fecha inicial, fecha final, Sitio Web El Sitio Web se codificó con el lenguaje HTML, periodo del reporte (Hr, Día, Semana, Mes, Año), Javascript y el Preprocesador de Hipertexto PHP, y función aplicable a las concentraciones (Mínimo, contiene diversas secciones. Entre ellas, un selector de Máximo, Promedio), y unidades UC o opciones, secciones de tablas de datos y gráficos IMECAS (Figura 4). El resultado de la búsqueda será un archivo Excel (Figura 5). CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 481 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Figura 4. Acceso a Intranet. La información proveniente de la parte operativa del monitoreo debe ser validada y analizada. Entre otros productos de esta etapa se tienen los indicadores que retroalimentan la parte operativa. La información validada y analizada esta lista para su difusión. El último eslabón de un programa de monitoreo es la difusión de los resultados mediante diferentes métodos como son: páginas de Internet, prensa, televisión, etc. Por otro lado, la información generada debe ser administrada en una base de datos que continuamente debería ser mantenida y actualizada con el fin de poder contar con la información histórica. Al comparar estas mediciones con las normas nacionales e internacionales se puede determinar si la Figura 5. Reporte de resultados de Intranet. calidad del aire es satisfactoria o no, y en este último caso establecer programas de control acordes con la severidad del problema. CONCLUSIONES El desarrollo de SMCA, combino herramientas de redes, seguridad en redes, sistemas distribuidos, programación de bajo y alto nivel, programación de Intranet y sitios Web, y metodologías de estructuras de datos diversas. El SMCA además de mantener informada a la población sobre la calidad del aire, puede ser de gran utilidad para los investigadores y autoridades ambientales, ya que la información sirve como base para la propuesta de soluciones ambientales. Este sistema tiene la capacidad de administrar la información de estaciones de monitoreo adicionales que se ubiquen en diversos puntos de la ciudad. BIBLIOGRAFIA Cohen A.J., Pope C.A., Speizer F.E. 1997. Ambient air pollution as a risk factor for lung cancer. Salud Pública. 39(4): 346-355. México. DDF. Departamento del Distrito Federal. 1996. Programa para Mejorar la Calidad del Aire en el Valle de México 1995-2000. México D.F. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 482 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Finlayson B.J., Pitts J.N. 1997. Tropospheric air pollution: ozone, airborne toxics, polycyclic aromatic hydrocarbons, and particles. Science. 276(5315):1045-1052. Gutiérrez M.E., Olivos M., De Vizcaya A., Cebrian M.E. 2005. Chemical characterization of extractable water soluble matter associated with PM10 from Mexico City during 2000. Chemosphere. 61(5):701-710. WHO. World Health Organization. 2000. Health Aspects of Air Pollution with Particulate Matter, Ozone and Nitrogen Dioxide. Bonn, Germany. WHO. World Health Organization. 2003. Air Quality Guidelines for Europe. Second edition. Regional Publications, European series, No. 91. Copenhagen. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 483 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES EVALUACIÓN DE LA DEGRADACIÓN DE METIL PARATIÓN EN SOLUCIÓN USANDO FOTOCATÁLISIS HETEROGÉNEA Christian Jerónimo Ferrusquía García, Gabriela Roa Morales, Ma. Magdalena García Fabila, Araceli Amaya Chávez y Thelma B. Pavón Silva* Universidad Autónoma del Estado de México, Área de Química Ambiental, Laboratorio 14, Facultad de Química Paseo Colón esq. Paseo Tollocan s/n, Col. Residencial Colón, Toluca, Estado de México, Teléfono (722) 217 51 09 C.P. 50120 *Correo electrónico [email protected] RESUMEN. El metil paratión es uno de los principales plaguicidas usados en la floricultura en el Estado de México. Este plaguicida en solución ha sido degradado sin alcanzar la mineralización con un proceso de fotocatálisis heterogénea usando dióxido de titanio. Se siguió la degradación del plaguicida midiendo la concentración de p-nitrofenol con un técnica espectrofotométrica. El pH es una variable fundamental para alcanzar los mejores valores en la remoción de plaguicida, también la concentración del TiO2 influye en los resultados. Palabras Clave: floricultura, plaguicida, nitrofenol, ultravioleta y dióxido de titanio. p- INTRODUCCIÓN Durante los últimos 50 años se ha visto un gran aumento en el consumo de las reservas de agua potable de las zonas continentales y el incremento de su contaminación. Normalmente las aguas residuales pueden ser tratadas por procesos biológicos, pero un gran número de compuestos químicos derivados de las actividades productivas del hombre no pueden ser tratados de esta forma. La presencia de plaguicidas en ríos, lagos o agua residuales es consecuencia de su indiscriminado uso con la intensión de obtener la mejor cosecha, para su posterior venta en países desarrollados o simplemente para tener las flores más vistosas en nuestras casas. La floricultura es una de las principales actividades agrícolas intensivas en el Estado de México, donde el metil paratión es uno de los plaguicidas más utilizados. (Sánchez-Meza, et al., 2007) Se han desarrollado métodos efectivos para la degradación de plaguicidas, entre ellos los Procesos Avanzados de Oxidación (Malato et al., 1999 y Konstantinou et al., 2001). Que se basan en procesos fisicoquímicos capaces de producir cambios profundos en la estructura química de los contaminantes. Dichos procesos involucran la generación y uso de especies transitorias poderosas, principalmente el radical hidroxilo (Domènech, et al., 2001). La fotocatálisis heterogénea con TiO2 es un método confiable para la producción de este tipo de radicales con gran poder de oxidación (Eº = 2.8 V). La energía radiante se obtiene mediante una lámpara UV. En esta investigación se evaluó la efectividad de la fotocatálisis heterogénea para la degradación de metil paratión en solución acuosa. METODOLOGÍA Se utilizó una solución problema con una concentración de 10 ppm de metil paratión (Foley 50CE), la cual se preparó adicionando 20 µL del plaguicida a un matraz volumétrico de un litro y se aforo hasta la marca. El sistema empleado en el tratamiento constó de un refrigerante recto cubierto con papel aluminio que se usó como reactor (Figura 1), en la parte interna se introdujo la lámpara de luz ultravioleta (λ = 254 nm y longitud = 22.86 cm). En el segmento intermedio entre los dos tubos concéntricos se recirculó la solución de metil paratión y el dióxido de titanio (Degussa P25) con la ayuda de una bomba sumergible se logró la recirculación. Se utilizó un vaso de precipitado de vidrio para contener la solución del plaguicida y catalizador sobre una parrilla de agitación, para mantenerla homogénea se empleó una barra magnética y la propia turbulencia que originó la recirculación de la solución en el sistema. Figura 1 Sistema empleado en el tratamiento Se probaron diferentes concentraciones de TiO2 (100 y 200 mg/L) y valores de pH inicial (2 y 6), la solución preparada del plaguicida se ajustó con ácido fosfórico al 85 %. Se tomaron muestras a los 5, 10, 20, 30, 60 y 120 min. Se filtraron con papel Watman 40 o se dejaron reposar por 24 horas para lograr la sedimentación del TiO2, posteriormente se recuperó el sobrenadante para su posterior análisis. Se agregó 1 mL de muestra y 2 de mL NaOH 1.0 M a una celda de cuarzo, se homogenizó la solución y se dejo reposar por 3 min. Después se registraron los espectros de absorción en el espectrofotómetro Lambda 25 UV/VIS en un intervalo de 200 a 600 nm. Se leyó la absorbancia a 400 nm, porque esa es la longitud de onda del espectro de absorción del pnitrofenol (Manzanilla, 1997). Finalmente, se cuantificó la concentración del metil paratión con la curva estándar. El p-nitrofenol es uno de los compuestos de degradación de metil paratión. (Vlyssides, 2004). 486 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Como se puede observar existe una degradación rápida dentro de los primero 5 minutos del tratamiento, después de este tiempo y hasta los 60 minutos la concentración se mantiene casi constante. Se observa también una degradación rápida (Tabla 2 y Figura 3) dentro de los primero treinta minutos del tratamiento teniendo una concentración de 5.11 ppm del plaguicida para la prueba con 200 mg/L de TiO2 y un pH 2; con un valor de pH 6 se tiene una concentración de 5.15 ppm. RESULTADOS Y DISCUSIÓN En los resultados obtenidos en la evaluación de un proceso de fotocatálisis heterogénea en la degradación de metil paratión en solución. Se encontró que el cambio más dramático en cuanto a la concentración del plaguicida en la solución se da dentro de los primeros cinco minutos del tratamiento para las pruebas con 100 mg/L de TiO2, pH 2 y 6. Por otro lado la mayor remoción (52.0 %) del contaminante se observa a los treinta minutos de tratamiento en la prueba con un pH inicial de 6, en contraste a los 60 minutos solo se tiene un 29.6 % de remoción en la solución con un pH inicial de 2, (Tabla 1 y Figura 2). Tabla 1 Prueba con 100 mg/L de TiO2, pH 2 y 6 100 mg/L TiO2 Tiempo (minutos) pH 2 Concentración Metil paratión (ppm) % de remoción* pH 6 Concentración Metil paratión (ppm) % de remoción* 0 9.72 10.68 5 6.35 34.64 6.79 36.42 10 6.23 35.92 5.76 46.12 20 6.36 34.56 5.27 50.67 30 6.20 36.23 5.01 53.07 60 6.84 29.64 5.12 52.08 *Con respecto a la concentración inicial 11.00 Metil paratión (ppm) 10.00 100 mg/L pH 2 100 mg/L pH 6 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 0 10 20 30 40 50 60 Tiempo (minutos) Figura 2 Relación entre el tiempo y la concentración con 100 mg/L de TiO2, pH 2 y 6 487 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES El mejor porcentaje de remoción se obtuvo a los 60 minutos del tratamiento con un valor de 55.0 % en la prueba con 200 mg/L de TiO2 y con un pH de 6. Por el contrario, en el experimento con 200 mg/L de TiO2 y un pH de 2, no se obtuvo una buena eficiencia en la remoción ya que solo se obtuvo 21.4 % a los 90 minutos de tratamiento (Figura 3). Tomando en cuenta los porcentajes de remoción del plaguicida se observa que el pH inicial de la solución influye considerablemente en la eficiencia del tratamiento. Finalmente, se muestra en la Tabla 3 las mejores condiciones donde de obtuvieron porcentajes de remoción más altos. Tabla 2 Prueba con 200 mg/L de TiO2, pH 2 y 6 200 mg/L TiO2 Tiempo (minutos) pH 2 Concentración Metil paratión (ppm) pH 6 Concentración Metil paratión (ppm) % de remoción* % de remoción* 0 10.68 10.71 30 5.11 52.17 5.15 51.91 60 8.09 24.25 4.81 55.06 90 8.40 21.42 4.96 53.65 120 7.90 26.03 5.06 52.75 * Con respecto a la concentración inicial 11.00 200 mg/L pH 2 Metil paratión (ppm) 10.00 200 mg/L pH 6 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 0 30 60 90 120 Tiempo (minutos) Figura 3 Relación entre el tiempo y la concentración con 200 mg/L de TiO2, pH 2 y 6 Las mejores condiciones para la remoción del contaminante se encontraron a los 60 minutos, con un Ph de 6 y 200 mg/L de TiO2. Si hacemos una comparación (Tabla 3) a pH 6 y con las dos concentraciones de TiO2 tenemos que a los 30 minutos con 100 mg/L de TiO2 se alcanzó una remoción del 53.0 % y a los 60 minutos con 200 mg/L de TiO2 se alcanzó una remoción del 55.0 %. Por lo tanto, estás pequeñas diferencias en los porcentajes de remoción no son suficientemente significativas para establecer que la concentración del TiO2 es la variable que determina la eficiencia del tratamiento. El pH en el tratamiento es una variable que influye sensiblemente en el desempeño del proceso. Conclusiones 488 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES La fotocatálisis heterogénea con TiO2 es una técnica confiable, sencilla y con una aceptable eficiencia para la degradación metil paratión en solución. El pH inicial de la solución es una variable muy importante para asegurar la mayor remoción del metil paratión. La concentración de TiO2 no influye considerablemente para aumentar la eficiencia del tratamiento. La cuantificación de p-nitrofenol es una técnica rápida y sencilla para el seguimiento de la degradación de metil paratión. Agradecimientos Al proyecto 2254/2006-2 UAEMex por el financiamiento otorgado para la realización de esta trabajo. Al cuerpo docente, investigadores y técnicos del departamento de Ciencias Ambientales y Laboratorio de Instrumental de la Facultad de Química de la UAEMex por su apreciable ayuda, cooperación y excelente calidad humana para el desarrollo experimental y teórico de esta investigación. Tabla 3 Porcentaje de remoción de Metil paratión en las mejores condiciones encontradas pH 6 100 mg/L TiO2 Tiempo (minutos) Concentración paratión (ppm) 0 10.68 5 6.79 10 Metil 200 mg/L TiO2 % de remoción* Tiempo (minutos) Concentración paratión (ppm) Metil % de remoción* 0 10.71 36.42 30 5.15 51.91 5.76 46.12 60 4.81 55.06 20 5.27 50.67 90 4.96 53.65 30 5.01 53.07 120 5.06 52.75 60 5.12 52.08 * Con respecto a la concentración inicial Referencias Apostolos Vlyssides, Elli Maria Barampouti, Sofia Mai, Dimitris Arapoglou y Anastasia Kotronarou (2004) Degradation of Methylparation in Aqueous Solution by Electrochemical Oxidation Environ. Sci. Technol. Vol. 38, No. 22 pp. 6125-6131 Ioanini K. Konstantinou, Theophanis M. Sakellarides, Vasilis A. Sakkas y Triantafyllos A. Albanis (2001) Photocatalytic Degradation of Selected s-Triazine Herbicides and Organophosphorus Insecticides over Aqueous TiO2 Suspensions Environ. Sci. Technol. Vol. 35, pp. 398-405 Manzanilla José, Barceló Manuel y Reyes Octavio (1997) Cinética de la degradación del metilparatión en medio acuoso Revista Internacional de Contaminación Ambiental 13, número 001 p. 35-40 Sánchez-Meza, Juan C., Pacheco-Salazar Víctor F., Pavón-Silva Thelma B., Gutiérrez-García, Víctor G., Avila-González Clemente de Jesús, Guerrero-García Patricia. (2007) Toxicity assessment of a very complex wastewater using aquatic and terrestrial bioassays Daphnia pulex and Lactuca sativa. Journal of Environmental Science and Health part A Taylor & Francis, USA. Septiembre 2007. En prensa. Sixto Malato, Julián Blanco, C. Richter y M. I. Maldonado (1999) Solar photocatalytic mineralization of commercial pesticides: Methamidophos Chemosphere Vol. 38, No. 5 pp. 1145-1156 Xavier Domènech, Wilson F. Jardim y Marta I. Litter (2001). Procesos avanzados de oxidación para la eliminación de contaminantes Comisión Nacional de Energía Atómica, Argentina 489 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES NUEVOS SISTEMAS CATALÍTICOS DE POSCOMBUSTIÓN AUTOMOTRIZ PARA EL ABATIMIENTO DE EMISIONES. 1 R. Ríos Paredes1,2, G. Corro Hernández*2, A. Juárez Nuñez2, R. Valencia1, Maestría en Ciencias Ambientales,Centro de Investigación en Genética y Ambiente. Universidad Autónoma de Tlaxcala. Km. 10.5 Autopista San Martín Tlaxcala. Ixtacuixtla, Tlax. CP. 90120. Tel/Fax (01248) 481 5500. 2 *Instituto de Ciencias. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, e-mail: [email protected] RESUMEN. Actualmente, existe un fuerte consenso científico sobre el cambio climático global como resultado del aumento de concentraciones de gases generadores de efecto invernadero (GEI) tales como el dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxidos de nitrógeno (NOx) y cloro-fluoro-carbonos (CFC). En los próximos años, la venta de vehículos funcionando con diesel, aumentará enormemente debido a la economía de su operación y a la disminución de emisiones de gases GEI, en especial el CO2. Sin embargo, las emisiones de los motores diesel son de creciente preocupación para lo gobiernos alrededor del mundo. En este trabajo, se prepararon catalizadores por el método de la impregnación de la alúmina con sales precursoras de Pt y Sn. Los catalizadores fueron caracterizados por su actividad en la eliminación del material particulado diesel (MP) generado in situ en un micro combustor diesel mediante la oxidación térmica programada. Los resultados nos permiten concluir que: a) la presencia de Sn en los catalizadores Pt/ Al2O3 es indispensable en la aceleración de la oxidación del material particulado y en la protección de la fase activa de la desactivación por depósito de residuos carbonados, b) los catalizadores con muy bajo contenido en Pt son muy activos en la eliminación del MP diesel. Este resultado nos permite suponer que los catalizadores Pt–Sn con contenidos 10 veces menores en Pt que los sistemas catalíticos clásicos, pueden ser utilizados en la construcción de convertidores catalíticos vehiculares a nivel industrial. Palabras clave: Contaminación ambiental; calidad del aire; motores diesel; catalizadores diesel; Pt-Sn; . INTRODUCCIÓN La contaminación del aire constituye uno de los principales problemas ambientales de las zonas urbanas, particularmente en las “megaciudades”, es decir aquellas áreas urbanas donde se concentra una población mayor a 10 millones de habitantes. El crecimiento poblacional y los mayores niveles de industrialización han llevado inevitablemente a una mayor demanda de energía, a un mayor consumo de combustibles fósiles y una mayor emisión de contaminantes hacia la atmósfera. Como resultado, la contaminación del aire, además de ser uno de los principales problemas ambientales del siglo, tiene importantes consecuencias en términos de la salud de las poblaciones y de costos económicos a la sociedad. La creciente popularidad de los motores diesel es principalmente debida a su alta eficiencia en el funcionamiento por litro de combustible. Producen menos CO2 que los motores de gasolina. Además los motores diesel presentan una vida activa 10 veces mayor que la de los motores de gasolina. Sin embargo, el proceso de combustión de los motores diesel genera la emisión de partículas ultrafinas de material particulado (MP). Manejar detrás de un autobus o un camión diesel nos permite darnos cuenta de algunas de las emisiones generadas por estos motores. El humo negro, llamado hollín es la emisión más notoria, pero en el escape de estos motores también están contaminantes no visibles. Las emisiones de los motores diesel están compuestas de materiales en tres fases de la materia: sólido, líquido y gas. La combinación de la fase sólida-líquida es el llamado material particulado (MP) y está compuesto de carbón seco (hollín), óxidos inorgánicos (principalmente sulfatos) y líquidos; la fase líquida es una combinación de diesel no quemado y aceite de lubricación y se llama fracción orgánica soluble (FOS) o fracción orgánica volátil (FOV), la cual forma aerosoles que pueden ser adsorbidos en las partículas secas de carbón y la fase gaseosa está constituída por hidrocarburos gaseosos como monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx) y el dióxido de azufre (SO2) principalmente. El uso de catalizadores de oxidación como una medida para reducir las emisiones de partículas de motores diesel y es por esta razón que el interés científico del estudio de la catálisis de los procesos de oxidación, aumenta constantemente. El aumento de vehículos diesel producirá consecuentemente un aumento en las emisiones nocivas generadas de la combustión del diesel. Para evitar este problema, los gobiernos de todo el mundo están tomando medidas preventivas y apoyando a la industria de construcción de catalizadores de poscombustión dando facilidades a la ciencia y tecnología concernientes [1-3]. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 490 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Se sabe que los catalizadores deben ser activos a temperaturas relativamente bajas y muestra de ello es la selectividad alta al dióxido del carbono para las aplicaciones prácticas. El catalizador también debe poder destruir eficazmente concentraciones bajas de productos de combustión incompletos (CO, hidrocarburos y compuestos orgánicos volátiles) a las proporciones de flujo muy altas con poca o ninguna desactivación, es decir guardando su estabilidad térmica y resistencia a los venenos [12]. Ahora, se sabe bien que la adición de Sn a un catalizador de Pt produce un aumento de la estabilidad de platino durante las reacciones de reformación atalítica [1418]. Considerando los puntos anteriores, en esta investigación, se estudiaron los catalizadores bimetálicos Pt-Sn en la eliminación del contaminante principal emitido por los motores funcionando con diesel: el material particulado. Los catalizadores estudiados fueron preparados con muy bajo contenido en platino, con el fin de reducir el costo de los mismos, y construir sistemas catalíticos que puedan ser comprados por los propietarios de los vehículos. METODOLOGÍA Existen diferentes tipos de metodologías o técnicas para la preparación de catalizadores: Impregnación, humedad incipiente o impregnación capilar, adsorción electrostática, intercambio iónico [1–4,6] y Sol–Gel [5] entre otras. 600ºC) después del 3er ciclo de combustión del diesel . . a E+18 °C. Catalizador sulfatado /Al2O3 1.0 Pt Pt (%) Sn (%) S (%) Área CO2 a 1 -- 1.2 11.70 0.1 Pt 0.1 Pt– 0.2 Sn 0.1 0.1 -0.2 1.1 1.1 6.92 8.83 El MP utilizado en esta investigación fue generado quemando el diesel (comprado en el mercado mexicano), en un matraz de vidrio con controladores externos de flujo durante 1 hora (Figura 1). El proceso se llevó a cabo a temperatura ambiente en un flujo de aire de 100 cm3.min-1. El MP generado fue acumulado en el catalizador dentro del reactor de lecho fijo. Después de 1 hora, el catalizador y el MP acumulado fueron sometidos a una oxidación térmica programada (OTP) de 25-600ºC en flujo de aire. El proceso comprendiendo la acumulación del MP y su subsiguiente OTP se denomina 1 ciclo de reacción. Después del primer ciclo, se efectuaron 5 ciclos similares en la misma muestra de catalizador. La OTP fue analizada por la evolución de la producción de CO2 en función de la temperatura, usando un cromatógrafo de gases Shimadzu provisto con un detector de termoconductividad (TCD). El soporte utilizado fue γ-Al2O3 (Merck) con tamaño de partícula de 0.063-0.200 mm. Antes de usarla, la alúmina fue calcinada durante 6 h a 600 °C en aire. Los catalizadores de Pt soportados en alúmina fueron preparados por el método de impregnación, usando soluciones ácidas (0.1 M HCl) del ácido hexacloroplatínico hexahidratado H2PtCl6 6H2O, y de cloruro estánico pentahidratado SnCl4 5H2O (Merck, min. 98% purity). Después de la impregnación, los catalizadores fueron secados a 120°C durante toda la noche y calcinados en aire durante 6 h a 500 °C. Los catalizadores calcinados fueron reducidos en hidrógeno puro durante 6 h a 500 °C. Una muestra de alúmina fue tratada en las mismas condiciones usando solo ácido clorhídrico diluido, con el fin de establecer una referencia o blanco. Los catalizadores reducidos fueron sulfatados a 500°C. Los microanálisis químicos del catalizador fueron determinados, por espectroscopia de rayos-X de energía dispersiva (EDS), (NORAN) en conjunción con un microscopio electrónico de barrido (JEOL, model JSM-6300). En la Tabla 1 se muestran las características físicas de los catalizadores preparados. Figura 1. Diagrama del sistema de reacción utilizado. 1: N2; 2: O2; 3: válvula; 4: Flujómetro; 5: Mezclador 6: Quemador de combustibles; 7: Reactor; 8: Horno; 9: Controlador de temperatura; 10: Cromatógrafo de gases Tabla 1. Caracterización de los catalizadores preparados y áreas bajo las curvas de las OTP (25- CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 491 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES RESULTADOS Y DISCUSIÓN En la Tabla 1, se reportan los valores obtenidos de las áreas bajo las curvas obtenidas del CO2 generado durante la oxidación del MP diesel en el intervalo de temperaturas estudiado (25-600°C). Pt1 Pt01 Pt01Sn02 3,5 No. de Moléculas de CO2 /1016 3,0 2,5 2,0 contaminantes generados por motores diesel y por lo tanto para el mejoramiento de la calidad del aire [1923]. CONCLUSIONES Los resultados obtenidos en esta investigación demuestran que los catalizadores con bajo contenido en platino y en presencia de estaño, son una probable solución para le construcción de convertidores catalíticos diesel, para la eliminación del material particulado generado durante el funcionamiento de los motores vehiculares, Estos convertidores presentarían alta resistencia a la desactivación por el depósito de residuos hidrocarbonatos y bajo costo en su fabricación. 1,5 AGRACECIMIENTOS 1,0 0,5 0,0 0 100 200 300 400 500 600 T e m p e r a t u r a / °C Los autores agradecen el valioso apoyo en la realización de esta investigación de CONACYTSEMARNAT (proyecto 2002 COL-0212), y a la Vicerrectoría de Investigación y Estudios de Posgrado de la BUAP. Figura 2. Efecto de la temperatura en el 3er ciclo de la oxidación del MP diesel en los catalizadores preparados. Composición del flujo de reacción: 20 % O2; 80 % . La Figura 2 muestra los resultados obtenidos de las OTP realizadas en todos los catalizadores estudiados después del 3er ciclo de reacción. En esta figura, se puede observar que el catalizador 1%Pt/γ-Al2O3 sulfatado presenta una actividad mayor que los catalizadores sulfatados: 0.1%Pt/γ-Al2O3 y 0.1%Pt0.2%Sn/γ-Al2O3. Sin embargo, considerando que la diferencia en el contenido de Pt es 10 veces mayor, se puede decir que la construcción del catalizador 1%Pt/γ-Al2O3 no es aplicable a nivel industrial, pues el costo de su fabricación es consecuentemente mucho más elevado que los catalizadores 0.1%Pt/γAl2O3 y 0.1%Pt-0.2%Sn/γ-Al2O3. En esta misma figura debe hacerse notar que el catalizador 0.1%Pt0.2%Sn/γ-Al2O3 presenta una mejor actividad en la eliminación del MP que el catalizador 0.1%Pt/γAl2O3. Este resultado demuestra que la presencia de Sn en un catalizador de Pt resulta en una disminución de la desactivación de platino en la oxidación de los residuos hidrocarbonatos producidos durante la combustión del MP diesel. Este resultado es de gran importancia para la construcción de catalizadores aplicables en la fabricación de convertidores catalíticos para ser instalados en el escape de los motores diesel, ya que hasta la fecha, los sistemas catalíticos utilizados para estos fines, tienen una vida activa corta, debido precisamente, al depósito de residuos hidrocarbonatos en la fase activa de platino, que es el metal utilizado para estos fines. Los catalizadores: 0.1%Pt/γ-Al2O3 y 0.1%Pt-0.2%Sn/γAl2O3 son una posibilidad para la eliminación de BIBLIOGRAFÍA 1. 2. 3. T.V. Jonson, SAE 2003-01-0039. P. Wuensche, SAE 2003-01-0344. A. Pfeifer, SAE 2003-01-0770. 4. 5. 6. 7. Detroit Diesel press release, Dec. 15, 2003. M. Gautam, 7th ETH Combustión Generated Nanoparticles, Zuerich, Aug. 2003. K. Vaaraslahti, International Conference on Euro V and Future Worldwide Emission Requirements for Passenger Cars and Vehicles, Milan, Dec. 2003. D. Kittelson, California Trucking Assoc. Annual Meeting, Monterrey, March 2003. T. Matsumoto, SAE, 2003-01-1862. J.C. Summers, S. Van Houtte, D. Psaras, Appl. Catal. B 10 (1996) 139. P. Zelenka, W. cartellieri, P. Herzog, Appl. Catal. B 10 (1996) 3. H.J. Stein, Appl. Catal. B 10 (1996) 69. J.P.A. Neeft, M. Makkee, J.A. Moulijn, Appl Catal. B 8 (1996) 57. Y. Teraoka, K. Nakano, S. Kagawa, Appl. Catal. B 5 (1995) L181. W.F. Shangguan, Y. Treaoka, S. Kagawa, Appl. Catal B 16 (1998) 149. G. Mul, F. Kapteijn, M. Makkee, Appl. Catal. B 12 (1997) 307. B.J. Cooper, H.J. Jung, J.E. Thoss, US Patent 4 (1990) 902, 487. B.J. Cooper, J.E. Thoss, SAE 890404, 1989. P. Hawker, N. Myers, G. Huthwohl, H.T. Vogel, B. Bates, SAE 970182, 1997. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 492 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES 20. J.P.A. Neeft, M. Makkee, J.A. Moulijn, Appl. Catal. B 12 (1996) 21. 21. J.O. Uchisawa, A. Obuchi, R. Enomoto, S. Kushsiyama, Appl. Catal. B 18 (1998) L183. 22. J.O. Uchisawa, A. Obuchi, R. Enomoto, S. Kushsiyama, Appl. Catal. B 21 (1999) 9. 23. B.A. Lur’e, A.V. Mikhno, Kinet. Catal. 38 (1997) 535. 24. R.M. Heck, R.J. Farrauto, Catalytic Air Pollution Control, Van Nostrand Reinhold, New York, 1995. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 493 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES AISLAMIENTO E IDENTIFICACIÓN DE CEPAS E. coli DIARROGÉNICAS EN AIRE, AGUA y ALIMENTOS DE LA CIUDAD DE PUEBLA 1y3 2 3 3 3 3 Chávez B. E , Martínez G. L , Avelino F.F , Castañeda R.E.I , Cedillo R.L , Gil J.C . 2 Posgrado en Ciencias Ambientales del Instituto de Ciencias de la Universidad Autónoma de Puebla, Escuela 3 de Biología, ICUAP- Centro de Investigaciones en Ciencias Microbiológicas Edif. 76, 3er. Piso, Complejo de ciencias C.U. Puebla Pue. C.P. 72570 e-mail: [email protected] 1 RESUMEN La contaminación ambiental por bacterias entéricas ha contribuido al surgimiento de enfermedades gastrointestinales como la diarrea. Escherichia coli es una de las principales bacterias causantes de brotes diarreicos, relacionada con países en vías de desarrollo y con sus niveles de saneamiento. En México poco se sabe de la frecuencia en la que se encuentra esta bacteria en el ambiente, pero algunos estudios realizados en Morelos se le ha aislado en un 30% y en el estado de México ha ocasionado mas del 70% de los brotes diarreicos, en Puebla se desconoce la frecuencia y permanencia de este agente, así como su tipo de categoría diarrogénica a la que pertenece, por lo que en este trabajo se aislaron e identificaron cepas E. coli diarrogénicas: EPEC, ETEC y EAEC (por su importancia clínica a nivel mundial); del aire, agua y alimentos en diversos lugares de la ciudad de Puebla, logrando aislar e identificar en este estudio 120 cepas de E. coli, 45 cepas pertenecen al aire siendo el lugar de mayor aislamiento en la desembocadura del río de San Francisco, 41 corresponden al agua principalmente a la de la llave y 34 cepas de alimentos principalmente de mariscos. En la identificación de cepas E. coli diarrogéncias encontramos que del total de cepas de E. coli aisladas el 89.07% fueron patógenas, predominando la categoría de ETEC con un 35% seguida de un 34.07% para EPEC y un 20% para EAEC. Con respecto a cada grupo se identificó que más del 90% de las cepas aisladas del aire fueron diarrogénicas seguidas por un 87.8% de las aisladas del agua y un 82.35% en las cepas aisladas de alimentos. Estos resultados ponen de manifiesto que se deben mejorar los reglamentos sanitarios, como puede ser la obtenida mediante una mejor caracterización del riesgo de contaminación por bacterias en el ambiente, así como la búsqueda de nuevas estrategias para contrarrestar este tipo de microorganismos. Palabras clave Contaminación ambiental, Escherichia coli, EPEC, ETEC, EAEC, agua, alimentos y aire. La presencia de material fecal al aire libre es una manera de contaminación por bacterias entéricas, éstas pueden sobrevivir y pasar a contaminar el suelo, el aire, el agua o los alimentos, ocasionando un problema social-científico en los países en vías de desarrollo (Carneiro et al. 1996; Fagundes, 1996). Podría pensarse que su sobrevivencia es menos probable en el ambiente que en su hábitat más conocido (su hospedero), sin embargo, su resistencia a los biocidas y a los cambios osmóticos, nos ponen en evidencia algunos de los mecanismos que poseen para contender ante situaciones adversas en el ambiente. Escherichia coli es uno de los agentes causales de enfermedades diarrogénicas capaz de lograr altos niveles de morbilidad y mortalidad en países en vías de desarrollo, su presencia esta relacionada con los niveles de saneamiento de cada población y de cada familia (Nataro y Kaper, 1998), en México poco se sabe de la frecuencia en la que se encuentra esta bacteria en el ambiente, pero algunos estudios realizados en Morelos se ha aislado en un 30% y en el estado de México ha ocasionado mas del 70% de los brotes diarreicos (Cortes et al. 2002). Existen diversas categorías diarrogénicas de E. coli, las de mayor importancia clínica debido a su frecuencia y al tipo de diarrea que ocasionan en países en desarrollo son: EPEC, ETEC y EAEC, cada una de estos patotipos se caracteriza por el mecanismo de patogenicidad que desarrolla en las células epiteliales y por la a presencia de sus factores de virulencia. En Puebla se desconoce la frecuencia y permanencia de estos agente, por lo que en este trabajo se aislaron e identificaron cepas E. coli, del aire, agua y alimentos en diversos lugares y muestras, posteriormente se caracterizaron las categorías: EPEC, ETEC y EAEC, mediante la presencia de sus factores de virulencia, para EPEC: el gen bfpA y la proteína intimina, para ETEC: los genes st, lt y la proteína longus y para EAEC el fragmento del plásmido CVD431. INTRODUCCIÓN CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 494 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES METODOLOGÍA Sitios de Aislamiento En la parte sur de la ciudad de Puebla se seleccionaron sitios al azar con condiciones físicas del área que aportaran datos relevantes para el aislamiento de cepas E. coli. Los alimentos seleccionados fueron seleccionados al azar sin dejar de considerar los de mayor consumo en lugares públicos como: salsas, quesos y diversidad de mariscos. Para obtener las cepas del agua, seleccionamos la de consumo humano y la de mayor utilidad en el hogar, como: agua de la llave, agua embotellada, agua en hielos, agua en depósitos aguas tratadas y manantiales. Muestreo Para un mejor aislamiento de cepas E. coli en el aire se realizaron muestreos repetitivos, exponiendo los medios de cultivo: Mac Conkey y Eosina Azul de metileno (EMB) al aire libre durante 15 ó 20 minutos a una altura aproximada de 120-150cm por encima del suelo, posteriormente se dejaron incubar a 37°C/24hrs. Las cepas con morfología semejante a E. coli fueron sometidas a pruebas bioquímicas para confirmar su identificación. El aislamiento de cepas en alimentos, se realizó un crecimiento de la muestra en cultivos: Mac Conkey y EMB siguiendo el procedimiento anterior. Se realizaron diluciones seriadas de las muestras de agua, dejando depositar 100µl en los medios de cultivo para obtener colonias y someterlas a pruebas de laboratorio en rutina y confirmar su identificación. Controles Para la categoría EPEC se tomo en cuenta la E2348/69 (+) y la JPN15 (-), para ETEC las cepas E9034A(+) , E9034P(-) y para EAEC la cepa O42 (+) Técnicas de caracterización Para determinar las categorías diarrogénicas: EPEC, ETEC y EAEC, las cepas E. coli fueron sometidas a técnicas de inmunodetección, que consiste en realizar corrimientos electroforéticos de sus extractos proteicos y transferirlos a membranas de nitrocelulosa e identificar mediante una reacción antígeno-anticuerpo las proteínas deseadas de cada categoría. La utilización de la técnica de PCR para amplificar una secuencia especifica del gen que expresa un factor de virulencia e identificarlo mediante un marcador de DNA. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los sitios elegidos al azar para el aislamiento de cepas E. coli fueron: La laguna de San Baltasar, el río Alseseca, áreas verdes de Ciudad Universitaria, parque ecológico, desagüe del río de San Francisco, colonia Zaragoza, Xilotzingo, y el mercado sur. Se aislaron 45 cepas, teniendo como el mejor lugar para el aislamiento de cepas en la desembocadura del río de San Francisco. El tipo de alimento que favoreció para un mejor aislamiento fueron los mariscos con 34 cepas. En todas las muestras de agua por lo menos se aislaron de 2 a 3 colonias de E. coli pero la muestra con mayor número de asilamientos fue la del agua de la llave, logrando aislar en conjunto 41 cepas, dando un total de 120 cepas de E. coli para la identificación de cepas diarrogénicas: EPEC ETEC y EAEC. Estos resultados solo nos permiten echar un vistazo sobre la presencia de E. coli en diferentes ambientes, pero si se realizamos un estudio minucioso de la frecuencia de la bacteria en diferentes muestras de alimentos o aguas durante un tiempo considerable, posiblemente encontraríamos relación entre los brotes diarreicos y el consumo de agua o alimentos contaminados. La presencia de E. coli en el agua de la llave o agua blanca y en alimentos costeros (ostión, camarón, etc.) puede indicarnos que estos microorganismos y su posible resistencia pueden determinar su transmisión al humano si estos alimentos son impropiamente cocinados o mal manejados (Bongers y col. 1995). Sin embargo, la contaminación ambiental por microorganismos se presenta cada vez en mayor magnitud, debido a que las concentraciones poblacionales provocan mayor número de desechos, las actividades sociales y productivas hacen que se manifieste con mayor incidencia y peligro al medio (Grimont PA. 2001; Osterbland et al. 2000) La obtención de bacterias entéricas como E. coli en el aire indica una contaminación por heces fecales, hecho que responde al aislamiento mayor de cepas E. coli en el ambiente, esto ponen de manifiesto que se deben mejorar los reglamentos sanitarios, como puede ser la obtenida mediante una mejor caracterización del CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 495 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES riesgo de contaminación por bacterias en el ambiente. MP 400 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 300 237pb 200 100 En la identificación de cepas E. coli diarrogénicas: ETEC, EPEC, y EAEC, se considero la presencia de algunos factores de virulencia de cada categoría; los genes st y lt (Fig. 1 y 2) y la proteína longus (Fig. 3) para ETEC MP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 700 600 500 400 300 200 100 400 300 186pb 2 MP 696pb 500 Fig 1. Gel de st amplificado: 2 Del total de cepas el 35% corresponden a la categoría ETEC, el 34.16% a EPEC y un 20% para EAEC. Fig 2. Gel de Lt amplificado: 1. Marcador de peso molecular 2,3 Controles 4. Muestras problema 1 Fig. 6 Gel de azarosa con el fragmento CVD431 en las cepas E. coli 1 Marcador de peso molecular 2,3 Controles 4. Muestras problema 3 1. Marcador de peso molecular 2,3 Controles 4. Muestras problema 4 5 6 7 Fig. 4 Gel de bfpA en las cepas E. coli KDa 22 kDa 43 20 14 Fig. 3Membrana de nitrocelulosa con la proteína de longus en las cepas E. coli 1,2 Controles (+ y -) 4. Muestras problema Para la categoría EPEC se tomo como factor de identificación: el gen bfpA y la proteína de Intimina para EPEC (Fig. 4 y 5) y el plásmido CVD 432 para EAEC (Fig. 6) MP 1 500 2 3 4 5 6 7 8 Fig. 7 Presencia de cepas diarrogénicas en las cepas E. coli aisladas de diversos ambientes El grupo que predomino con cepas ETEC, EPEC y EAEC fueron las cepas asiladas del aire (18/45), (16/45) y (9/45), dando un total de 95.5% de cepas patógenas (Fig. 8), seguidas por el grupo de cepas aisladas del agua encontrando (7/34), (15/34) y (6/34), siendo 28 (82.35%) cepas patógenas (Fig. 9) y en las cepas de alimentos encontramos (17/41), (10/41) y (9/41) correspondiente a cada categoría, dando un total de 87.8% (Fig. 10). 9 10 400 326pb 300 200 Fig. 4 Gel de agarosa con el gen bfpA de las cepas E. coli aisladas. Marcador de peso molecular 1 2,3 Controles 4. Muestras problema Fig. 8 Comparación de las categorías diarrogénicas de las cepas E. coli aisladas del aire. KDaMP 92KDa 1 2 3 4 5 6 7 93 40 33 Fig. 5 Membrana de nitrocelulosa con la proteína de Intimina en las cepas E. coli 1,2 Controles 4. Muestras problema Fig. 9 Comparación de las categorías diarrogénicas de las cepas E. coli aisladas de alimentos. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 496 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Al laboratorio de Patogenicidad microbiana y al Laboratorio de Micoplasmas del Centro de Investigaciones en Ciencias Microbiológicas del ICUAP, por el apoyo otorgado para la realización de este trabajo. REFERENCIAS Fig. 10 Comparación de las categorías diarrogénicas de las cepas E. coli aisladas del agua. En todos los grupos se encontró que más del 80% de las cepas aisladas e identificadas como E. coli pertenecen por lo menos a una de las categorías diarrogénicas (EPEC, ETEC o EAEC), predominando el grupo de las cepas aisladas del aire con un 95.5%, seguidas por las del agua y alimentos. El mayor porcentaje de aislamiento de ETEC concuerda con lo reportado por Qadri et al. ( 2000) donde proponen que la cepa de mayor aislamiento es ETEC debido a que es la causa principal de diarrea en niños menores de cinco años y las principales áreas de riesgo es el agua y los alimentos contaminados Estos resultados apoyan también lo mencionado por Avelino et al. (2000) y Vu N et al. (2005) que la defecación al aire libre, conlleva a la presencia de bacterias, tanto comensales como patógenas, siendo un problema social - científico, de tal forma que las bacterias entéricas pasan a contaminar el aire, el agua o los alimentos, de modo que la búsqueda ayude a realizar nuevas estrategias para evitar su resistencia o la realización de nuevos fármacos. CONCLUSIONES Del total de cepas de aisladas e identificadas como E. coli el 89.16% fueron patógenas, predominando la categoría de ETEC. Más del 90% de las cepas E. coli aisladas del aire fueron diarrogénicas seguidas por un 87.8% de las aisladas del agua y un 82.35% de alimentos. AGRADECIMIENTOS Avelino F. F., Gil C., Yañez J. A. & Cedillo M. L. 2000. Estudio de la flora bacteriana del aire en diferentes zonas de la ciudad de Puebla. Tesis de Maestría, Instituto de Ciencias Ambientales de la Universidad Autónoma de Puebla, Ciudad de Puebla, México. Bongers J. H., Franssen F, Elbers A.R.W., & Tielen M. J. M. 1995. Antimicrobial resistence of Escherichia coli isolates from the faecal flora of veterinarians with different professional specialties. Vet. Q.; 17: 146-9. Carneiro, M.S; M. Da Silva, H. S. Carbonare, P. Palmeira, T. M. Deleneri, C. A: Honorio & R.L:. Trabulsi. 1996. Breast-feeding protection against enterophatogenic Escherichia coli. Rev Microbiol. Sao Paulo 27:120-125. Cortés O.L.A., Rodriguez A.G., Moreno E.E.A., Tenorio L.J.M., Torres M.B.P., Montiel V.E. (2002). Brote causado por Escherichia coli en Chalco, Mexico. Salud Publica de México 44(4)297-302 pp. Faugundes, N. U. 1996. Enterophatogenic Eschericha coli. infection infants: clinical aspects and small bowel morphological alterations. Microbiological Reviews. Sao Paulo. 27:117-119. Grimont PA. 2001 Isolation and characterization of injured coliformes from the drinking water distribution network of La Plata Argentina. Rev. Argent Microbiol, 33:9-14. Nataro, J. P and J. B. Kaper 1998. Diarrheagenic Escherichia coli. Rev. Clinical Microbiol. 11(1) 142-201. Osterbland M, Hakanen A, Manninen R, Peltonen R, Meurman O, Huovinen P. 2000 A CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 497 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES between-species comparison of antimicrobial resistance in enterobacteria in fecal flora. Antimicrob Agents Chemother, 44: 14791484. Qadri F, Das SK, Faruque AS, Fuchs GJ, Albert MJ, Sack RB. 2000. Prevalence of toxin types and colonization factors in enterotoxigenic Escherichia coli isolated during a 2-year period from diarrheal patients in Bangladesh.J Clin Microbiol; 38:27-31. Vu Nguyen T., Le Van P., Le Huy C., Nguyen K and Weintraub A. 2005. Detection and Characterization of Diarrheagenic Escherichia coli from Young Children in Hanoi, Vietnam. JCM 43(2) 755-760 pp. INDICE DE CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO MEZQUITAL DE DURANGO M. G. Vicencio de la Rosa1, I. Villanueva Fierro1, M. E. Pérez López1 y M. E. Burciaga Siqueiros2. CIIDIR-IPN, Unidad Durango, Calle Sigma S/N, Fracc. 20 de Noviembre II, Durango, Dgo. 1Becarios COFAA, 2 Estudiante de Postgrado CIIDIR-IPN, Durango. Correo electrónico [email protected]. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 498 RESUMEN El número, tipo y peso asignado a los parámetros incluidos en la evaluación del índice de calidad del agua (ICA), depende del uso que se da al agua. Inicialmente, la evaluación del ICA era costosa por la gran cantidad de parámetros que incluía, actualmente son pocos, por que han observado tendencias similares a un costo analítico bajo. En este reporte el objetivo fue establecer el ICA del río Mezquital con oxígeno disuelto (OD), sólidos suspendidos totales (SST), amoniaco (NH3), nitratos (NO3), fosfatos (PO4), pH, temperatura, conductividad eléctrica (CE) y coliformes fecales (CF), por ser parámetros que describen adecuadamente la calidad del agua. En el río se localizaron catorce sitios representativos; en cada sitio se colectaron muestras de agua en época de estiaje y después del período de lluvia en el 2005 y 2006; se analizaron: OD, SST, NH3, NO3 y PO4 en mg/L, además de pH, temperatura y CE en µS/cm; y el ICA fue calculado con Ci y Pi, sugeridos en el Estándar Europeo. Los resultados mostraron que en época de estiaje el ICA fue excelente en un sitio (91), en tres bueno (74 -80), en ocho medio (54 a 67) y en uno malo (43). En los sitios con ICA malo o medio se debió a que el agua no alcanzo autodepurarse, cuando recibió descargas nuevas de agua residual domestica de las poblaciones cercanas o/y de agua residual industrial; y en los sitios con ICA bueno, el agua recorre grandes distancias y las poblaciones cercanas al cauce son pequeñas. El ICA del río después del periodo de lluvias mejoró en cinco sitios, de medio a bueno, por que el oxígeno disuelto se incremento y el amoniaco disminuyo; en dos sitios se deterioró, de excelente a bueno y otro de medio a malo, probablemente por que los contaminantes de un sitio a otro se diseminaron. El ICA calculado con los parámetros medidos permitió calificar adecuadamente la calidad del agua del río y después del período de lluvia el ICA mejoró notablemente, excepto en el tramo donde el río recibe descargas de agua residual domésticas e industrial. Palabras clave: índice de Mezquital. calidad del agua, río INTRODUCCIÓN El río Mezquital es una de las ocho corrientes principales del Estado de Durango, nace en los altos de Cuevecillas y Culebras, Municipio de Durango, al este de la Sierra Madre Occidental; recorre 346 Km por tres municipios del estado: Durango, Nombre de Dios y Mezquital, posteriormente pasa al Estado de Nayarit con el nombre de río San Pedro y desemboca en el Océano Pacífico (CNA, 2002). El río pasa por zonas netamente rurales, con alta actividad agrícola; de hecho el agua es usada para fines de riego, ganadería y recreación, sin conocer la calidad de ésta y el riesgo que conlleva su uso. El río cuando cruza el municipio de Durango recibe 975 m3/día de agua residual domestica (Pérez, et al., 2004) y 4126.2 m3/día de agua residual industrial con el afluente del río La Sauceda, del municipio de Nombre de Dios 1099 m3/día de agua residual domestica con el afluente del rió Nombre de Dios y del municipio el Mezquital 91.7 m3/día de agua residual domestica (Anuario Estadístico de Durango, 2005), lo que ha modificado la calidad del agua. La calidad del agua se considera, como el conjunto de atributos físico-químicos y biológicos necesarios para ser usada en algo particular; una forma simple de reconocerla y los resultados sean de utilidad al personal que toma las decisiones y al público en general, es mediante el uso de índices, clasificación descriptiva de una gran cantidad de datos que se reducen en un número, que representa la calidad del agua del lugar (Canter, 1998). El índice de calidad del agua (ICA) ha sido utilizado para calificar la calidad del agua superficial, ubicar las zonas de acuerdo a su clasificación, evaluar el impacto de descargas de aguas residuales domesticas e industriales, determinar su uso, evaluar cambios en la calidad del agua y tendencias, entre otras cosas (Swaroop, 1983; Palupi, et al., 1995; Pesce y Wunderly, 2000; Bordalo, 2001). Existen diversos tipos de índices de calidad del agua (ICA), basados en el Water Quality Index (WQI) desarrollado por la Fundación de Sanidad Nacional de USA en 1970, que difieren en el número y tipo de parámetros que incluyen en él y en el peso asignado a estos, los cuales dependen del uso final del agua. El WQI fue desarrollado para determinar la calidad del agua para consumo humano, por lo que tiene un sesgo a la salud (Canter, 1998), mientras que otros índices el peso asignado a los parámetros involucrados se dio de acuerdo a la preservación de la vida acuática (Pesce y Wunderly, 2000; Sánchez, et al., 2007). Debido al costo que representa la evaluación ICA, han reducido el número de parámetros; Pesce y Wunderlin (2000) evaluaron el ICA del río Suquía en Argentina con 20 y 3 parámetros, donde ambos evaluaciones tuvieron una tendencia similar; en el río de Las Rosas (ríos Guadarrama y Manzanares) y la laguna del parque Paris en España establecieron el ICA con 12 parámetros, y con los valores de éste y la deficiencia de oxígeno determinaron la relación empírica entre ellos, que estima el valor del ICA con el valor de la deficiencia de oxigeno en el agua (Sánchez, et al., 2007). Considerando que hay una tendencia similar en el valor del ICA al reducir el número de parámetros, en este trabajo se estableció el ICA del río Mezquital con la medición del oxígeno disuelto (OD), sólidos suspendidos totales (SST), amoniaco (NH3), nitratos (NO3), fosfatos (PO4), pH, temperatura, conductividad eléctrica (CE) y coliformes fecales (CF), por ser parámetros que describen adecuadamente la calidad del agua. METODOLOGÍA El trabajo inició con la ubicación de los sitios de mayor presión antropogénica a lo largo del cauce del CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 499 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES La a ed uc Sa Colector de agua pluvial Durango Presa Gpe. Gpe. Victoria . oN Rí de os Di l ita qu ez o Rí o ia g nt Sa oM Rí Muestreo y análisis. En cada sitio se tomaron muestras simples de agua, dos en la primera semana de julio de 2005-2006 (época de estiaje) y dos en la cuarta semana de Noviembre de 2005-2006 (después del periodo de lluvia). En el lugar se midió el OD, la temperatura y el pH del agua con un medidor portatil multiple (Hach LDO, HQ20) y se tomaron muestras en recipientes de plástico a 30 cm por debajo de la superficie del agua, las cuales fueron llevadas al laboratorio en una hielera. En el laboratorio se midieron unidades formadoras de colonias de CF en agar verde bilis brillante por el método de vaciado en placa, sólidos totales (ST), sólidos disueltos totales (SDT), sólidos suspendidos totales (SST = ST-SDT), NH3, NO3 y PO4, por métodos recomendados por el Estándar Métodos (APHA, 1995). N o Selección de sitios de muestreo En cartas topográficas de Durango de 1: 250000 (Guadalupe de Victoria, Santiago Bayacora, Durango Este, Tuitan, Nombre de Dios, Agua Zarca y San Francisco del Mezquital) se ubico el trayecto del río y las poblaciones aledañas más representativas de presión antropogénica, de las cuales se eligieron catorce: Ferreria (Sitio1), Gabino Santillán (Sitio 2), Dalila (Sitio 3), El Tunal (Sitio 4), El Potrero (Sitio 5), Arenal (Sitio 6), Héroes de Nacozari (Sitio 7), El Saltito (Sitio 8), Melones (Sitio 9), Nombre de Dios (Sitio 10), Unión de ríos (11), Paura (12), El Refugio (Sitio 13) y Mezquital (Sitio 14), Figura 1. En Gabino Santillán no se encontró agua en ninguna de las dos épocas de muestreo. Presa Peña del Águila Rí río; en cada sitio se tomaron muestras de agua en época de estiaje y después del período de lluvia, el agua fue caracterizada física, química y microbio lógicamente y con el promedio de los parámetros medidos se determinó ICA para cada sitio y época del año. Presa Santiago Bayacora 2 = SITIOS DE MUESTREO 10 Km Fig. 1. Trayectoria del río Mezquital, sus afluentes principales y ubicación de sitios de muestreo. Determinación del Índice de calidad del agua El ICA fue calculado en base a la ecuación propuesta por Pesce y Wunderlin (2000): ICA = k ∑i C i Pi ∑P l Ec. 1 i Donde: k = constante subjetiva, representa la impresión visual de la contaminación del río, evaluada por una persona sin ninguna relación con el área ambiental. Ci, = valor normalizado del parámetro Pi, = peso relativo asignado a cada parámetro. En éste trabajo como en otros, la constante k no fue tomada en cuenta en el cálculo del ICA, para evitar introducir una evaluación subjetiva (Pesce y Wunderlin, 2000; Sánchez, et al., 2007). En relación a Pi el valor máximo de 4 fue asignado a los parámetros de importancia mayor para la preservación de la vida acuática y el valor mínimo de 1 a los de menor relevancia. En la Tabla 1 se muestran los valores sugeridos para Ci y Pi, usados en el cálculo del ICA, los cuales están basados en el Estándar Europeo (1975). El valor numérico del índice, la clasificación del agua y color se muestran en la Tabla 2 (Canter, 1998; Sánchez, et al., 2007). CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 500 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Tabla 1. Valores de Ci y Pi para diferentes parámetros de calidad de agua. Pi Ci 100 90 80 70 60 1 21/26 22/15 24/14 26/12 28/10 1 7 7-8 7-8.5 7-9 6.5-7 b 2 <0.75 <1.00 <1.25 <1.50 <2.00 OD 4 ≥7.5 >7.0 >6.5 >6.0 >5.0 NH3 3 <0.01 <0.05 <0.10 <.020 <0.30 <0.40 <0.50 NO3 2 <0.5 <2.0 <4.0 <6.0 <8.0 <10.0 <15.0 PO4 1 <0.2 <1.6 <3.2 <6.4 <9.6 <16.0 <32.0 SST 4 <20 <40 <60 <80 <100 <120 3 <50 <500 <1000 <2000 <3000 <4000 a pH T CE CF c 50 40 30 20 10 0 30/5 32/0 36/-2 40/-4 45/-6 >45/<-6 6-9.5 5-10 4-11 3-12 2-13 1-14 <2.5 <3.00 <5.00 <8.00 <12.0 >12.0 >4.0 >3.5 >3.0 >2.0 >1.0 <1.0 <0.75 <1.00 <1.25 >1.25 <20.0 <50.0 <100 >100 <64.0 <96.0 <160 >160 <160 <240 <320 <400 >400 <5000 <7000 10000 ≤14000 >14000 encuentra a 10 Km aproximadamente de donde inicia el río, Presa Guadalupe Victoria (Fig. 1). Tabla 2. Clasificación y colores propuestos para presentar el ICA. Descriptores ICA Colores Muy mala Mala Media Buena Excelente 0-25 25-50 51-70 71-90 91-100 Rojo Anaranjado Amarillo Verde Azul RESULTADOS En las Tablas 3 y 4 se muestran los valores promedio de los parámetros medidos en el agua a lo largo del cauce del río en época de estiaje y después del período de lluvia, y en la Tabla 5 el valor numérico del ICA y su clasificación. Época de estiaje En época de estiaje el ICA del río en un sitio fue malo (36.2), en ocho medio (52.3- 66.2), en 3 bueno (72.484.3) y en uno excelente (91.4). En los sitios donde el ICA fue malo y medio (Tabla 5), el río recibe descargas continuas de aguas residuales domesticas de las poblaciones aledañas y de una localidad a otra el agua no alcanza a autodepurarse, además la sección del sitio cinco al siete, recibe el afluente del río de La Sauceda (Fig. 1), que trae consigo el agua del colector pluvial de la ciudad de Durango que transporta agua residual cruda, agua semitratada de la planta de tratamiento de la ciudad y agua residual industrial; en ésta sección el agua esta eutrifizada, tiene un contenido alto de amoniaco y fosfatos (Tabla 3). El río, entre los sitios seis y siete recibe el afluente del río El Santiago (Fig. 1), lo cual no contribuyo a mejorar la calidad del agua del río. En los sitios con ICA bueno (Tabla 5), las poblaciones cercanas al cauce son pequeñas y los contaminantes del agua residual descargada se diluyen y degradan al recorrer grandes distancias (Fig. 1); lo mismo sucede en el único sitio con ICA excelente (sitio 1), que se Después del período de lluvia El ICA después del período de lluvia mejoró en cinco sitios (Tabla 5) de medio a bueno; el oxigeno disuelto se incremento con el aumento del caudal y con ello la degradación de la materia orgánica, disminuyendo el contenido de amoniaco y de sólidos suspendidos totales (Tabla 3 y 4). En el sito uno, el ICA disminuyó de excelente a bueno y en el sitio siete de moderado a malo (Tabla 5) al aumentar los coliformes fecales (Tablas 3 y 4), probablemente hubo arrastre de agua residual de los poblados cercanos con el incremento del caudal. En otros sitios (35.8 8%) también hubo incremento de coliformes fecales, pero no modificaron drásticamente el valor del ICA. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 501 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Palupi, et al., 1995; Pesce y Wunderly, 2000; Bordalo, Tabla 3. Características del agua del río cuando pasa por el municipio de Durango. Parámetros Sitios T (° C) pH CE (µS/cm) OD (mg/L) NH3 (mg/L) NO3 (mg/L) PO4 (mg/L) SST (mg/L) CF/100 mL 1 3 4 5 6 7 EE* 21 20.7 19.4 22.5 27.2 24.3 DPLL* 14.8 15.1 15.5 23.6 23.8 14.5 7.9 EE 9.7 7.0 7.0 7.3 7.6 DPLL 7.3 7.2 7.4 7.4 7.7 7.8 EE 106 163 266 128 132 118 DPLL 101 210 422 749 726 802 EE 7.3 1.5 0.5 3.2 5.2 1.2 DPLL 7.0 1.9 0.7 1.1 5.5 3.5 EE 0.01 107.3 48.1 44.0 34.65 39.83 DPLL 0.21 0.17 0.54 2.5 2.55 2.77 EE 0.90 0.67 1.04 1.36 1.38 1.61 DPLL 5.96 6.67 15.46 11.67 11.24 15.39 EE 0.01 0.01 0.01 16.11 13.99 11.00 DPLL 0.02 0.09 0.01 15.74 13.45 11.39 EE 1.5 9.7 133.0 65.0 136.2 212.0 DPLL 8.7 5.0 480.0 57.5 72.5 90.0 EE 400 200 300 0 1800 250 DPLL 1050 100 0 1250 4350 7400 * *EE: Época de estiaje y DPLL: Después de lluvia. DISCUSIÓN Al igual que en México, en Tailandia, Argentina, Indonesia e India siguen utilizando los ríos para descargar su agua residual domestica (Swaroop, 1983; 2001) y el estado de Durango no es la excepción; en la evaluación del río Mezquital fue evidente el vertido de agua residual domestica o/y industrial por que en la Tabla 4. Características del agua del río cuando pasa por los municipios de Nombre de Dios y el Mezquital Parámetros Sitios de Nombre de Dios Sitios del Mezquital 8 9 10 11 12 13 14 T (° C) pH CE (µS/cm) OD (mg/L) NH3 (mg/L) NO3 (mg/L) PO4 (mg/L) SST (mg/L) CF/100 mL EE 22.2 22.3 21.1 21.3 26.2 25.3 25.4 DPLL 13.3 13 13.5 13.1 14.9 16.3 18.5 EE 8.1 8.1 8.1 8.1 8.4 8.1 8.1 DPLL 8.2 8.2 8.3 8.2 8.8 8.8 9.0 EE 119 678 631 650 569 502 423 DPLL 686 551 510 525 602 543 539 EE 4.1 5.1 4.8 4.9 6.4 6.1 6.3 DPLL 6.7 9.2 8.3 8.4 8.5 9.6 11.8 EE 100 0.1 9.75 6.64 0.01 0.01 23.24 DPLL 0.88 0.32 0.43 0.29 0.35 0.94 0.54 EE 1.59 3.02 1.53 1.45 1.62 1.68 2.11 DPLL 4.03 2.46 3.6 6.10 2.67 1.81 0.96 EE 5.90 4.67 0.01 1.10 2.13 0.74 0.01 DPLL 8.57 1.64 0.10 0.01 0.69 0.58 0.07 369.2 EE 59.3 62.5 79.5 30.5 102.3 138.3 DPLL 15.0 13.0 5.0 37.0 220.0 22.5 22.5 EE 1350 450 25900 9800 100 400 1500 DPLL 600 900 750 4550 150 200 4200 CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 502 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES mayoría de los sitios se detecto la presencia de coliformes fecales y de amoniaco (Tabla 3 y 4); en el tramos del río donde hay ambas descargas, el ICA fue medio (Tabla 5) y no mejoró después del periodo de lluvia, como en los sitios donde sólo hay descarga de agua residual domestica. Bordalo et al., (2001) y Pesce et al., (2000) también encontraron que el ICA sufre cambios temporales con la estación del año, después del periodo de lluvia éste se incrementa significativamente con respecto al período de secas. Pesce et al., (2000) al comparar ICA calculado con 20 y 3 parámetros se observó que la tendencia era similar, por lo que los resultados del ICA obtenidos en éste trabajo son confiables. CONCLUSIONES El ICA calculado con los parámetros medidos permitió calificar adecuadamente la calidad del agua del río, después del período de lluvia el ICA mejoró notablemente, excepto en el tramo donde el río recibe descargas de agua residual domesticas e industrial y no sólo mejoraría después del período de lluvia, si en las poblaciones cercanas al cauce contaran con plantas de tratamiento. AGRADECIMIENTOS Agradecemos a la Secretaria de Investigación y Postgrado del Instituto Politécnico Nacional por el apoyo económico para la realización de éste trabajo. REFERENCIAS American Public Health Association (APHA), 1995. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 19 th Edition, A. D. Eaton, L. S. Clesceri and A. E. Greenberg (Eds.), Washington DC, USA:1084 pp. Anuario Estadístico Durango, 2005. Medio ambiente, en: Descargas y volumen de aguas residuales vertidas a cuerpos de agua receptores. Instituto Nacional de Estadística Geográfica e Informática (INEGI) y Gobierno del Estado de Durango, Aguascalientes, Ags., México: 39-42. Bordalo A. A., Nilsumranchit W. and Chalermwat K., 2001. Water quality and uses of the Bangpakong river (Eastern Thailand). Water Research, 35:3635-3642. Canter L. W. 1998. Manual de Evaluación de Impacto ambiental, en índices e indicadores ambientales que describen el medio afectado. 2ª Edición. MacGrawHill Interamericana de España, S. A. U. España: 49-162. Comisión Nacional del Agua (CNA). 2002. Disponibilidad en el Acuífero del Valle del Mezquital, Estado de Durango. Subdirección General Técnica, Gerencia Tabla 5. ICA del río el Mezquita, clasificación y colores para su presentación. Sitio Muestreo ICA Clasificación Color 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ES 91.4 excelente azul DPLL 81.4 Bueno verde ES 67.1 medio amarillo DPLL 72.4 bueno verde ES 42.9 malo naranja DPLL 36.2 malo naranja ES 54.9 medio amarillo DPLL 52.3 medio amarillo ES 56.7 medio amarillo DPLL 54.3 medio amarillo ES 61.9 medio amarillo DPLL 38.1 malo naranja ES 66.2 medio amarillo DPLL 78.6 bueno verde ES 80 bueno verde DPLL 83.3 bueno verde ES 53.8 medio amarillo DPLL 84.3 bueno verde ES 60.0 medio amarillo DPLL 78.6 bueno verde ES 78.6 bueno verde DPLL 73.3 bueno verde ES 73.9 bueno verde DPLL 82.4 bueno verde ES 53.8 medio amarillo DPLL 77.1 bueno verde de Aguas Subterráneas, Subgerencia de Evaluación y Modelación Hidrogeológica. Instituto Nacional de Estadística Geográfica e Informática (INEGI), 1992. Carta Topográfica 1:250000, Santiago Bayacora F13B12; Nombre de Dios F13B13; Guadalupe de Victoria F13B11, Agua Zarca F13B22; San Francisco del Mezquital F13B32; Durango Este G13D82; .Aguascalientes, Ags., México. Palupi K., Sumengen S., Inswiasri S., Agustina L., Nunik S. A., Sunarya W. and Quraisyn A., 1995. River water quality in the vicinity of Jakarta. Water Science and Technology, 31:17-25. Pesce S. F. and Wunderly D. A., 2000. Use of water quality Indices for verify the impact of Córdova City (Argentina) on Suquia river. Water. Research, 34: 2915-2926. Swaroop D., 1983. Use of water quality index for river classification and zoning of Ganga river. Environmental Pollution Series B, Chemical and Physical, 6:51-67. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 503 Pérez López M. E., Vicencio de la Rosa M. G. Medina Herrera E. y López González I. C., 2004. Calidad del agua en el río El Tunal, Informe Técnico, CIIDIR-IPN Unidad Durango, Durango, Dgo., México. Sánchez E., Colmenarejo M. E., Vicente J., Rubio A., García M. G., Travieso L. y Borja R., 2007. Use of the water quality dissolved oxygen deficit as simple indicators of watersheds pollution. Ecological Indicators, 7: 315-328. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 504 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES BIOPILAS PARA LA REMEDIACIÓN DE UN SUELO CONTAMINADO CON LODOS DE PERFORACION 1,3 Ana Muñoz1, Norma Rojas2, Teresa Roldán3 y Luis Fernández4 IMP. Eje Central Lázaro Cárdenas 152 col. San Bartolo Atepehuacan 07730 D.F. 2 CICATA; IPN. José Siurob 10, col Alameda México, Querétaro. 4 CICA; ITESM. Carretera Lago de Guadalupe km 3.5, Edo de México 52926 email: [email protected]. RESUMEN En la región sureste del país existen numerosos sitios contaminados con hidrocarburos, uno de ellos se conoce como Paredón 31 (P31) en el estado de Tabasco. P31 fue elegido como sitio representativo de la región y por lo tanto de donde provino el suelo que se utilizo en este trabajo cuyo objetivo es conocer y evaluar un sistema de biopilas como alternativa de solución para restaurar el sitio contaminado. Para maximizar y acelerar la degradación de HTP se mejoraron las condiciones del suelo a través del ajuste de la relación C/N/P. Así como mediante la adición de un agente abultante tal como un residuo agrícola (piña, paja, piña/paja) en una relación 97/3 (97 de suelo por 3 de residuo). Se llevaron a cabo 4 tratamientos: biopila estimulada donde solo se ajusto la relación C/N/P; biopila con piña, biopila con paja biopila con una mezcla piña-paja y biopila control. Todas las biopilas fueron incubadas a 30°C durante 90 días. Los análisis y parámetros que se determinaron fueron: HTP, COT, N, P, pH, cuenta de bacterias heterótrofas e hidrocarbonoclastas y de hongos totales. La máxima remoción de HTP se obtuvo en la biopila estimulada y adicionada con paja, la cual disminuyó hasta 7.3 g kg-1 (45%) respecto de la concentración inicial, simultáneamente se observó un incremento (hasta tres órdenes de magnitud) de la población microbiana. La paja incrementa la porosidad y evita la compactación del suelo favoreciendo la aireación del sistema y la actividad aerobia heterótrofica responsable de la degradación de los hidrocarburos. En la biopila estimulada la máxima remoción alcanzada correspondió a un 33% a los 42 días y fue mayor que en el control, entonces la simple adición y ajuste de N y P favorecen la remoción de HTPs. Palabras clave: biopilas, hidrocarburos, nutrientes, residuos agrícolas INTRODUCCION Petróleos Mexicanos (PEMEX) es la compañía responsable de la exploración, extracción, transformación, almacenaje, distribución y venta de aceite y sus derivados en México. La necesidad de satisfacer día con día una mayor demanda de energéticos ha ocasionado el crecimiento de la industria petrolera y con ello el impacto sobre los recursos naturales y los ecosistemas. Consciente de esto PEMEX, (2003) ha desarrollado una agenda de protección ambiental para resolver de manera integral aspectos de proceso que son potencialmente contaminantes y agresivos al entorno. En este sentido se ha identificado que en el sureste del país (estados de Veracruz, Tabasco, Campeche) existen un gran número de sitios contaminados con residuos de aceite: hidrocarburos, lubricantes y aditivos. Diversos investigadores han estudiado la región sureste para aplicar las mejores tecnologías y procedimientos de remediación considerando costo-beneficio (Iturbe et al. 2003; Arce et al. 2004; Fernández et al. 2004; Rojas et al. 2007). Las investigaciones mencionadas y estudios previos del sitio denominado paredón 31 en Tabasco (Arce et al. 2004) indican que las biopilas son una alternativa viable de remediación. Una biopila es un montículo de suelo contaminado con hidrocarburos, su operación y manejo están orientados a su restauración. Esto a través de la remoción biológica de contaminantes debida a metabolismo aerobio de microorganismos autóctonos del suelo. Para acelerar la descontaminación, a la biopila puede adicionarse un agente abultante (residuo agrícola) que sirve para favorecer la difusión de nutrientes y oxígeno, la desorción de los hidrocarburos del suelo y estimular la actividad metabólica de la población microbiana. El objetivo de este trabajo fue conocer y evaluar un proceso de biorremediación de un suelo contaminado con lodos de perforación utilizando biopilas. Esto mejorando las condiciones del suelo a través de un ajuste de la relación C/N/P, y la adición de residuos agrícolas (piña, paja, piña/paja) como agentes abultantes. METODOLOGIA Sitio contaminado Se localiza en Tabasco, México y se conoce como Paredón 31 (P31) es un área de 7 ha contaminada con hidrocarburos (HTP) desde 200 hasta 270 000 mg kg-1 en la superficie (0-60 cm profundidad). La fuente de contaminación fue identificada como lodos de perforación y residuos de recorte. Suelo y residuos agrícolas El suelo provino de la mezcla de tres muestreos en tres zonas diferentes de P31 donde la concentración promedio de hidrocarburos fue de 23,500 ± 3200 mg HTP kg suelo-1 el pH fue de 7.8, la humedad se ajusto y mantuvo en 30-35%. Experimentos previos realizados a nivel microcosmo (Fernández et al 2004) mostraron que la piña y la paja (cultivos CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 505 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES regionales y disponibles) fueron los mejores para remover hidrocarburos 60-72% de 134 000 HTP mg kg-1. Biopilas: implementación y muestreo Se experimento con cuatro tratamientos por triplicado: biopila estimulada (BE), biopila con piña (BPI), biopila con paja (BP) y biopila mezcla piña-paja (BM) además de la biopila sin tratamiento o control (BC). Todas las biopilas contenían 25 kg de suelo y se dispusieron en un cuarto de temperatura controlada (30°C). A los tratamientos se les adiciono una solución de urea y K2HPO4 como fuente de N y P para ajustar la relación C/N/P a 100/3/0.5 y mantener la humedad durante la experimentación entre 30-35%. La relación suelo agente abultante (AB) fue de 97/3 (0.80 kg de AB por cada 25 kg de suelo). Para homogeneizar y aerear el sistema todas las biopilas (15) fueron mezcladas manualmente utilizando una pala; se tomaron muestras en cinco puntos diferentes de la biopila cada catorce días para el análisis de humedad, pH, fósforo, HTP, COT y cuenta de microorganismos. previos realizados en nuestro laboratorio mostraron que la mejor relación C:N y C:P fue de 30 y 200, respectivamente (Roldan et al. 2003). Por lo que en este trabajo se reprodujo la relación mencionada. Sin embargo, al inicio de la experimentación la relación C:N fue mayor que 40, el valor propuesto se obtuvo después de 14 d y aumento hacia el final de la experimentación. Un valor C:N más alto que el calculado puede deberse a heterogeneidad de las muestras y variación del lote del agente abultante, un aumento hacia el final del tratamiento puede estar relacionado con fenómenos de reciclaje de N asociados con microorganismos y una disminución simultánea de COT. La relación C:P al inicio del tratamiento fue mayor que la esperada (hasta 700) atribuible a la heterogeneidad del sistema, la relación fue disminuyendo hasta observar un valor de 200 después de 45 días y se mantuvo así durante el resto de la experimentación. Esto indica que el consumo de carbón fue cuantitativa y proporcionalmente más alto que el de fósforo. 80 70 Biopilas: métodos para el análisis 60 RESULTADOS Y DISCUSION pH y humedad Durante todo el tiempo de experimentación la humedad de las biopilas fue controlada y se mantuvo constante (30-35%) sin producción de lixiviados. El pH disminuyo ligeramente (7.87.4) en todas las biopilas excepto la control y se encuentra dentro del intervalo considerado como óptimo para la degradación de hidrocarburos en suelo Cunningham et al. (2000). Nutrientes: comportamiento de la relación C:N, C:P. 50 COT (g/kg-1) Medición de pH, 1 g de suelo se disuelve en 9 mL de agua y se determina con un potenciometro Orion. Para cuantificar el fósforo disponible se utilizo el método Bray (Muñoz et al. 2000); nitrógeno orgánico y amoniacal fueron determinados usando el método Micro-Kjeldahl (AOAC, 1970). La extracción de hidrocarburos se realizo por agitacióncentrifugación y se cuantificaron en un GC-FID (Arce et al. 2004). El COT se determino por oxidación completa del carbón orgánico hasta CO2 y detección con infrarrojo en un SSM5000A Shimadzu. Todas las concentraciones están expresadas como peso seco del suelo en BC y BE y masa seca en el resto de las biopilas. Para conocer el número de bacterias heterótrofas, degradadoras de hidrocarburos y de hongos totales se hizo conteo en placa en medio selectivo (Alef et al. 1995; Fernández et al. 2006), el valor se expresa como unidades formadoras de colonias por g de suelo o materia seca (UFC g-1). Las cajas fueron incubadas a 30°C y contadas al tercer y quinto día para bacterias heterótrofas e hidrocarboclastas y hongos totales, respectivamente. Control 40 Estimulada 30 Mezcla 20 Piña 10 Paja 0 0 20 40 60 80 100 Tiempo (días) Figura 1. Perfil de disminución de COT en los cuatro tratamientos y en el control La concentración inicial de COT fue entre 55 y 65 g kg-1 y disminuyo durante todo el curso del tratamiento. En BP se obtuvo la máximo remoción (30%) de todas las pruebas y disminuyo hasta 40 g kg-1 al cabo de 90 d (Fig. 1). Así la adición de nutrientes y de paja como agente abultante tuvo el mejor efecto favorable en la biodegradación de materia orgánica oxidable respecto del resto de los tratamientos. Cuantificación de la población microbiana La actividad metabólica de microorganismos aerobios heterótrofos es fundamental para transformar y degradar los hidrocarburos que contaminan el suelo; conocer su número y composición indica de forma indirecta la factibilidad de llevar a cabo un tratamiento biológico. Una cuenta inicial mayor que 6.2 x 107 de bacterias heterótrofas, hidrocarbonoclastas y de hongos indica abundancia de la población y adaptación de la misma a las condiciones del suelo (Mishra et al. 2001). Los primeros 45 días de tratamiento la población microbiana y de hongos aumentó (Fig. 2) y fue mayor en los tratamientos que en el control (hasta cuatro órdenes de magnitud), lo cual corresponde con la mayor proporción de remoción de COT y HTP (Fig. 1 y 3). Se ha reportado que la biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos puede llevarse a cabo en un amplio intervalo de relaciones C:N y C:P desde 9-200 hasta 60-800, respectivamente (Huesemann 1994; Rojas et al. 2007). Estudios CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 506 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Remoción de hidrocarburos En lo que se refiere a la remoción de HTP, en BP se observó que se alcanzó la máxima remoción de 40% a los 56 días de tratamiento, mientras que en BE la máxima remoción alcanzada fue de 33% al día 45. La adición de nutrimentos nitrógeno y fósforo incrementan la remoción de hidrocarburos. Sin embargo, el porcentaje de HTPs removidos es mayor al adicionar el agente abultante, lo cual puede deberse a que la paja incrementa la porosidad y evita la compactación del suelo favoreciendo la aireación del sistema. Como consecuencia y durante el curso de la experimentación, la población microbiana fue mayor en los tratamientos que en el control. El valor máximo de remoción de HTPs y máximo de crecimiento de bacterias (UFC g-1) están ligeramente desplazados uno del otro, esta situación podría deberse a la heterogeneidad del sistema. 25 Bacterias heterótrofas HTP (g kg-1) 20 15 10 Control Estimulado Mezcla 5 Piña Bacterias hidrocarbonoclastas Paja 0 0 20 40 60 80 100 Tiempo (d) Figura 3. Curvas de disminución de HTP en los cuatro tratamiento y en el control. Hongos totales Figura 2. Perfil de comportamiento de la población: bacterias heterótrofas, degradadoras de hidrocarburos y hongos totales. El aumento de microorganismos puede deberse al aporte que los residuos proporcionan al suelo pues la cuenta fue mayor en BP, BM, BPI, respecto de BE y BC. Un aumento de la población también puede estar relacionado con la disponibilidad y composición de los contaminantes. Diversos investigadores han propuesto que un mayor consumo de hidrocarburos los primeros días de tratamiento esta relacionado con moléculas de bajo peso molecular más fácilmente biodegradables (Kodres 1999; Cunningham et al. 2000; Zytner et al. 2006; Rojas et al. 2007). Después del día 45 la población decrece hasta 2 órdenes de magnitud y se mantiene así hasta el final del experimento; aun cuando la población disminuye su actividad continua y corresponde con un decremento constante de HTP y COT en el sistema (Fig 1 y 3). CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 Después de 56 días de tratamiento, se observo una disminución en la remoción de HTPs y un decremento de la población, lo cual podría relacionarse con un agotamiento del carbono biodisponible o degradable. Es importante mencionar que aun cuando el consumo de hidrocarburos disminuye y la población decae, el sistema continúa consumiendo nutrimentos y la población microbiana es suficiente para continuar con el proceso de remoción de hidrocarburos. CONCLUSIONES La adición de nutrimentos: nitrógeno y fósforo estimula la actividad y crecimiento de la población nativa responsable de la remoción de hidrocarburos. Una remoción aun más alta se obtiene al combinar las variables C/N/P y adición de agente abultante, lo cual sugiere que la estructura del suelo es un factor limitante en la remoción de HTP. AGRADECIMIENTOS Este estudio fue financiado por el proyecto D.00023 Atenuación Natural de Suelos Contaminados IMP. BIBLIOGRAFIA ISSN: 0187-3296 507 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Alef K., Nannipieri P. 1995 Methods in Applied Soil Microbiology and Biochemestry. Academic Press, San Diego California. AOAC. 1970 Official Methods of Análisis. Association of Oficial–Analytical Chemists, Washington, DC 738745. Arce O., Rojas N., Rodriguez R. 2004 Identification of Recalcitrant Hydrocarbons Present in a Drilling MudPolluted Soil. J. Environ. Sci. 39, 1535-1545. Cunningham J., Philip J. 2000 Comparision of Bioaugmentation and Biostimulation in ex situ Treatment of Diesel Polluted Soil. Land Contam. Reclam. 8, 261-269. Fernández L., Ramírez M., Rojas N., Roldan T., Zegarra M., 2004 Final Report: Atenuación Natural de Suelos Contaminados con Hidrocarburos. D.00023. Instituto Mexicano del Petróleo. Fernández L., Rojas N., Roldán T., Ramírez M., Zegarra G., Uribe R., Reyes J., Flores D., Arce J. 2006 Manual deTtécnicas de Análisis de Suelos Aplicadas a la Remediación de Sitios Contaminados. INE, IMP SEMARNAT. México D.F. Huesemann M., 1994 Guidelines for Land-Treating Petroleum Hydrocarbon-Polluted Soil. J. Soil Contam. 3, 1-204. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 Iturbe R., Flores C., Chavez C., Bautista G., Torres G. 2004 Remediation of Contaminated Soil Using Washing and Biopile Methodologies at a Field Level. J Soil&Sediments 1-9. Kodres C., 1999 Coupled Water and Air Flows Through a Bioremediation Soil Pile. Environ. Modell. Softw. 14, 37-47. Mishra, S., Jeevan, J., Ramesh Chander, K., Banwari, L., 2001. In situ bioremediation potential of an oily sludgedegrading bacterial consortium. Curr. Microbiol. 43, 328–335. Muñoz P., Mendoza C., López G., Soler A., Hernández M., 2000 Manual de Análisis de Suelos. UNAM, México. Petróleos Mexicanos (PEMEX). 2003. Annual Report. Roldán T., Rojas N., Muñoz A., Zaragoza D., Fernández L 2003 Bioremediation of a Drilling Muds Polluted Soil Using Agricultural Muds In: Proceedings of Second International Conference of Petroleum Biotechnology: The Development and Perspectives of Biotechnology Applied to the Oil Industry. México. November 5-7. Rojas N., Roldán T., Zegarra M., Muñoz A., Fernández L. 2007 A Field Trial for an ex-situ Bioremediation of a Drilling Mud-Polluted Site. Chemosphere 66, 15951600. Zytner R., Salb A., Stiver W., 2006 Bioremediation of Diesel Fuel Contaminated Soil: Comparision of Individual Compounds to Complex Mixtures. Soil Sediment Contam. 15, 277-297. ISSN: 0187-3296 508 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES IMPORTANCIA ECONÓMICA DEL ECOTURÍSMO F. Enriquez García1, E. Joaquín Medina1, R. González Marquez1, P. Zaldivar Martínez Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Escuela de Ingeniería Agrohidráulica, Domicilio conocido, Teziutlán, Pue. email: [email protected]. RESUMEN. El turismo a nivel mundial, ha crecido exponencialmente en los últimos 20 años debido a la facilidad de transporte que permite trasladarse en periodos de tiempo cortos de un lugar a otro. En los últimos 10 años el turismo ha crecido en promedio cada año a un ritmo de 15 a 20 % a nivel mundial, situación que ha generado nuevas alternativas de servicios turísticos en los países destino, lo cual junto a la necesidad de los habitantes de las ciudades de estar en contacto con la naturaleza y los paisajes de este entorno, han desarrollado un turismo diferente al tradicional basado en tener un contacto directo con la naturaleza mediante la realización de actividades al aire libre como acampar, realizar caminatas, escalar, deslizarse por los ríos, etc. o bien participar en la realización de actividades productivas con los pobladores del medio rural, agricultura, ganadería, forestería, entre otros u observar las diferentes actividades cívico-religiosasgastronomicas y culturales de las comunidades de las regiones que visitan. El presente trabajo se realizó en el centro ecoturístico Rancho Dos Ríos, ubicado en la sección séptima, del municipio de Hueyapan. Se definen 4 zonas: de uso intensivo; de recuperación natural. Los criterios utilizados fueron: Cantidad: Relación porcentual entre la cantidad existente y la cantidad óptima. Estado: Se entiende por las condiciones de conservación y uso de cada componente, como su mantenimiento, limpieza y seguridad. Localización: Es la ubicación y distribución espacial apropiada de los componentes en el área, así como la facilidad de acceso a los mismos. Funcionalidad: Es el resultado de una combinación de los dos anteriores (estado y localización). racional de los recursos naturales, y preocupados por este ultimo, se ha logrado implementar una infraestructura, para poder brindar el servicio y adecuarlo a un proyecto de ecoturismo en especial el de “sendero interpretativo” de actividades agrícolas (Plantaciones forestales comerciales de pino (Pinus chiapensis) , cultivo perennes arandano o blue berry (Vaccinium corymbosium L), anuales hortalizas bajo invernadero rustico jitomate (Lycopersicum esculentum), calabacita (Cucurbita pepo), cilantro (Coriandrum sativum) y fresa (Fragaria sp) cultivados de manera orgánica y actividades pecuarias ganadería de traspatio gallina, conejos principalmente., y así todo una trama de vida, intercultural, mistica, selvas y ríos, combinando dos de las corrientes mas fuertes del mundo actual: Conservación y Turismo, las cuales se integran y articulan armónicamente en condiciones de permisibilidad sociocultural, política, económica y ambientalmente. Las justificaciones de este trabajo son varias en las cuales podemos mencionar: Concientización creciente sobre la conservación ambiental en la población local y de otros países. Cercanía del amplio mercado norteamericano (Estados Unidos y Canadá). Carencia de planificación y regulación del ecoturismo con una perspectiva nacional y regional. Insuficiente estructuración de productos adecuados e implementación de servicios ecoturísticos. Palabras clave: Ecoturismo El Objetivo del presente trabajo es la de conocer la Importancia económica del Ecoturismo. Nuestra hipótesis “La capacidad de carga turística supera los límites permisibles de exclusividad, (20 visitantes/día), lo que hará que se garantice la eficiencia en los servicios ecoturísticos”. INTRODUCCIÓN METODOLOGÍA Promover el ecoturismo en áreas naturales que no se encuentran legalmente protegidas puede propiciar que las comunidades locales, por propio interés (y no sujetas a presiones legalistas externas), conserven sus áreas y recursos naturales circundantes. El presente trabajo se realizó en el centro ecoturístico Rancho Dos Ríos, ubicado en la sección séptima, del municipio de Hueyapan. Se definen 4 zonas: de uso intensivo; de recuperación natural; de uso especial; y de infraestructura de acuerdo al plan de manejo elaborado para dicho centro, el cual se utilizó un formato de inventario para su mejor distribución. La superficie total en la cual se desarrolla el proyecto contempla aproximadamente 49.994 ha-1. Dadas las carencias y condiciones de la región es estudio y para brindar servicios ecoturisticos y para poder brindar servicios de hosteria, hospedaje, recreación y concientización sobre el uso racional de los recursos naturales, y preocupados por este ultimo, se ha logrado implementar una infraestructura, para poder brindar el servicio y adecuarlo a un proyecto de ecoturismo en especial el de “sendero interpretativo” de actividades agrícolas (Plantaciones forestales comerciales de pino (Pinus chiapensis) , cultivo perennes arandano o blue berry (Vaccinium corymbosium L), anuales hortalizas bajo invernadero rustico México es un país que posee un enorme patrimonio tanto natural como cultural, el cual debe ser conservado para sus generaciones posteriores, el cual, a su vez, puede constituirse, a través de su aprovechamiento racional y sostenido, en un importante factor de desarrollo socioeconómico a los niveles local, regional y nacional. Dadas las carencias y condiciones de la región para poder brindar servicios ecoturisticos principalmente el municipio de Hueyapan, en el cual se encuentra ubicado el centro ecoturistico denominado Rancho Dos Ríos y para poder brindar servicios de hosteria, hospedaje, recreación y concientización sobre el uso CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 510 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES jitomate (Lycopersicum esculentum), calabacita (Cucurbita pepo), cilantro (Coriandrum sativum) y fresa (Fragaria sp) cultivados de manera orgánica y actividades pecuarias ganadería de traspatio gallina, conejos principalmente., y así todo una trama de vida, intercultural, mistica, selvas y ríos, combinando dos de las corrientes mas fuertes del mundo actual: Conservación y Turismo, las cuales se integran y articulan armónicamente en condiciones de permisibilidad sociocultural, política, económica y ambientalmente. Los criterios utilizados fueron: Cantidad: Relación porcentual entre la cantidad existente y la cantidad óptima. Estado: Se entiende por las condiciones de conservación y uso de cada componente, como su mantenimiento, limpieza y seguridad. Localización: Es la ubicación y distribución espacial apropiada de los componentes en el área, así como la facilidad de acceso a los mismos. Funcionalidad: Es el resultado de una combinación de los dos anteriores (estado y localización. El resultado del trabajo identifica al proyecto con una capacidad de manejo aceptable y propicio para ejecutarse el proyecto, de la misma forma se calcularon diferentes factores de corrección, como fue la pendiente que en algunas zonas del sendero tiene un 20%, así como áreas sin cobertura arbórea y que en alguna época de mucho sol dificulta el recorrido, además de áreas donde existen problemas de inundación ó anegamiento, al mismo tiempo que se incluyen los cierres temporales, por fenómenos meteorológicos como la lluvia, para así poder determinar la capacidad de carga real turística para el sendero interpretativo que es el principal servicio a ofrecer dentro del centro eco turístico Rancho Dos Ríos. RESULTADOS Y DISCUSIÓN En la búsqueda de alternativas para hacer un uso adecuado de los recursos naturales, especialmente en áreas donde por las condiciones de ubicación geográfica se limitan las posibilidades de establecer actividades productivas agrícolas o ganaderas, ha sido necesario integrar diversas formas de producción o aprovechamiento de estos recursos para fomentar la creación de modelos de trabajo fundamentados en el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales. El centro ecoturístico denominado Rancho Dos Ríos fue creado por iniciativa de sus propietarios, desde el 12 de diciembre de 2005, se realizo en base a los lineamientos que enmarca La Ley y reglamento de Turismo, La Norma Oficial Mexicana NOM011-TUR-2001, “Requisitos de seguridad, información y operación que deben cumplir los prestadores de servicios turísticos de Turismo de Aventura”, NOM-015, SEMARNAP/SAGR-1997, que regula el uso del fuego en terrenos forestales entre otras, además de las recomendaciones del Fascículo 2 Como desarrollar un proyecto de ecoturismo y fascículo 5 Guía y operación de senderos interpretativos cubriendo actualmente un total de 49.99 ha-1. Con la enunciación de los principios del modelo de Desarrollo Sustentable, haciendo que la sociedad mundial empiece a demandar un turismo respetuoso con el entorno natural y de quien lo habita, incluyendo al ser humano, surgiendo así el turismo orientado a la naturaleza mejor conocido como Ecoturismo, donde está inmersa la valorización de la cultura CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 viva, determinándose como un turismo que fomenta y participa en la conservación de los recursos naturales y culturales, y por ende en su restauración, incitando a practicar unas vacaciones activas, reconstruyendo y valorando nuestro entorno, basándose en los principios que describe la carta de la tierra que enuncia los principios fundamentales para alcanzar el desarrollo sostenible (www.earthcharter.org). Las categorías de la Unión Mundial para la Naturaleza (UICN, 1994)1 y la compatibilidad del ecoturismo, el grado en el cual los factores se aplican a cualquier área protegida particular depende en gran parte de su designación. No todas las áreas protegidas son compatibles con el ecoturismo, desde el año 2000, cualquier tentativa de analizar sistemáticamente las áreas protegidas para el ecoturismo u otros propósitos fue obstaculizada por la proliferación de las designaciones áreas protegidas, puesto que cualquier jurisdicción política puede establecer cualquier estructura de la clasificación que se juzgue apropiado. Green y Paine (1997), calculaban que durante a mediado de los años 1990’s, había por lo menos 1388 áreas protegidas ubicadas en diversas categorías de áreas protegidas por todo el mundo (Weaver, David B. Milton; John & Sons 2001). De acuerdo a lo anterior el centro ecoturístico Rancho Dos Ríos lo ubicamos dentro de la categoría numero II, categoría a la que pertenecen los monumentos naturales, áreas naturales protegidas con varios ecosistemas, usualmente áreas de interpretación y otros tipos de turismo, mientras no haya conflicto con lo principal que es la conservación, de acuerdo a sus características biológicas, infraestructura, ubicación (Weaver, David B. Milton; John & Sons 2001). En el municipio de Hueyapan aun no se han efectuado actividades en el sector turístico, a pesar de contar con gran diversidad de atractivos turísticos, como son monumentos naturales y arquitectónicos, y su gran diversidad de especies de flora y fauna, algunas en peligro de extinción en lo que respecta la flora el pino acalocote (Pinus chiapensis) y la fauna el venado temazate (Mazama americana). Cabe destacar que parte de sus atractivos, mas no de su infraestructura para poder brindar servicio de restaurante, hospedaje y de transporte incluso para poder llegar a sus atractivos y al no existir infraestructura la creación de centro ecoturistico denominado Rancho Dos Ríos y que cuenta dentro del mismo. Como uno de los atractivos se tiene a la diversidad de vegetación parte de bosques naturales de pino acalocote (Pinus chiapensis), Bosque mesofilo de montaña, así como cuerpos de agua el llamado Dos Ríos, utilizado en épocas calurosas por ser hasta el momento de aguas limpias, y por lo tanto se pretende ser uno de los puntos de partida por sus características para el sector turístico. Debido a lo anterior nació la idea de crear un centro ecoturistico denominado Rancho Dos Ríos para así satisfacer en parte la demanda de estos servicios y llegar hacer el punto de partida para la creación de infraestructura turística y ser una empresa que brinde empleos a gente de la comunidad. ISSN: 0187-3296 511 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Asimismo es importante destacar que el Municipio fue fundado entre los siglos X ó XI por gente venida de Chicontepec, del grupo Totonaca y Otomí. Fue sometido por los españoles, en 1522 denominado "San Andrés Hueyapan". Pertenece al antiguo Distrito de Tlatlauquitepec hasta que fue erigido Municipio en el año de 1895 a la llegada de los Españoles a México comienzan a adaptarse nuevas costumbres, como resultado de esto, en el municipio se inician las construcciones de la iglesia de San Andrés, el templo del calvario entre otros que hoy forman parte de la historia del municipio de Hueyapan. La riqueza cultural y la historia de esta región son muy vastas, se destacan aquí los aspectos más relevantes y que no deben soslayarse pues su impacto es innegable: Lengua Náhuatl, danzas autóctonas, bordado del chal, música tradicional y latinoamericana, bodas tradicionales, trajes típicos. Las mujeres usan la forma hilado enredo de lana, con la blusa de labores (tojmi-Cotón), faja, rebozo, o huipil. Los hombres visten calzón y camisa de manta, huaraches de correa, sombrero de palma y machete de cinta. Fue un pueblo tributario de los aztecas hasta la llegada de los españoles; su población actual es de 11500 habitantes, de los cuales actualmente el 95% es bilingüe porque tienen la virtud de hablar el español y también el idioma náhuatl, su actividad productiva principal radica en la agricultura y se estima que el 70% de su población domina la actividad artesanal, iniciándose con la trasquila de los ovinos, el hilado y el tejido del lienzo en telares de diferentes prendas de vestir o para la creación de artesanías. La artesanía tradicional, se ha enriquecido con la innovación del bordado, aplicado a gobelinos, gallardetes, lámparas y escusados. Monumentos arquitectónicos La Capilla de Santa Filomena, construida a la llegada de los españoles, inicialmente fue una iglesia de los españoles, cuando por fin habían terminado de construir el templo, duro solo aproximadamente dos meses, ya que las dos torres que habían construido en los dos costados, fue destruido por un rayo en tiempo de lluvias, no conformes con el desastre, las personas nuevamente iniciaron la remodelación de lo que se había destruido. Toponimia En el año del 2000, Administración que dirigió el Prof., Antonio Sosa del Carmen, fue proclamado Patrimonio de la Humanidad por el Instituto Nacional de Arte e Historia INAH. El significado de Hueyapan es un vocablo que le da el nombre al municipio, proviene de tres raíces náhuatl las que son: hueyi, atl, apan que juntas significan "sobre el agua grande". Atractivos naturales El escudo esta formado por figuras principalmente de cerro y todos los dibujos están hechos a través de bordado, ya que es lo que identifica a este municipio, conocido ampliamente como "Joya de la Sierra y Cuna del Chal bordado". Se encuentran cascadas, además de las naturalezas de la sierra, en las partes bajas del municipio, específicamente el punto denominado dos ríos, donde se cuenta con cascadas y pozos de agua no contaminada para disfrutar de un buen día de campo con la familia, rodeados de la naturaleza; en semana santa, mucha gente de los municipio vecinos acostumbra disfrutar de este lugar. Localidades Demografía general Hueyapan cuenta con 11 secciones o localidades, en la cual el centro eco turístico se encuentra ubicado en la sección séptima de Nexpan según escrituras publicas de la propiedad. En la historia se conoce como NEXPOCHTITAN, nombre etimológico de la raíz náhuatl que significa cerros azulados. Actualmente se conoce como Nexpan. En esta localidad hay una población total de 782 habitantes, 394 son hombres y 388 son mujeres, 171 son menores de 5 años y 48 son adultos mayores, 73 niños se encuentran en la etapa de preescolar, 220 cursan la primaria y 50 alumnos cursan la telesecundaria de la comunidad. La población total del Municipio se estimo en 11500 habitantes en el 2005. En lo que se refiere a su estructura poblacional, esta es eminentemente joven. La población indígena es 95% del total municipal, el 100% se distribuye en las áreas rurales. La densidad de la población en el Municipio es de 133.86 habitantes por kilómetro cuadrado. Escudo Tradiciones y costumbres El día de muertos; costumbres ancestrales se han fusionado a la influencia del conquistador y a la forma de vida actual, sin embargo no se pierden algunas tradiciones y se manifiestan de diferentes maneras, ejemplo de ello es el festejo de día de muertos, que se celebra en el mes de noviembre, en el cual la gente, prepara sus altares, con flores de cempasúchil. (Del nahua cempoalli, veinte, y xóchitl, flor) así mismo colocan varios platillos en el altar en el que se supone le gustaba al difunto, tales como tamales, pan de muerto, fruta, aguardiente, y un sin fin de alimentos que adornan bellamente el altar. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 Educación El Municipio cuenta con infraestructura educativa con los siguientes niveles: 15 preescolares, 14 primarias, 6 telesecundarias y 2 bachilleratos y 11 módulos de educación inicial, teniendo un total de 51 centros de espacios educativos. Servicios médicos La atención a la salud en el Municipio de Hueyapan, se proporciona a través de las instituciones del sector oficial, que tienen una cobertura descentralizada de servicios. En total se cuenta con 15 centros de atención médica que abarcan en su totalidad al municipio de Hueyapan, cabe mencionar que además de los centros de salud, la gente sigue practicando la medicina tradicional como la herbolaria. ISSN: 0187-3296 512 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Vías de comunicación Una carretera estatal parte de la cabecera municipal con dirección al sur, pasa por el municipio de Tételes de Ávila Castillo, donde se une la carretera estatal 129; otra que inicia en la cabecera municipal, continua por Aire Libre; llegando ambas a Teziutlán comunicando así, al municipio con el Estado, el resto del municipio es comunicado por caminos de terraceria y brechas. El municipio cuenta con servicios de teléfonos públicos para el acceso de comunicación a distancia de la población con sus seres queridos, por otra parte se esta implementando el uso del Internet a personas adultas por medio del Instituto nacional de educación de adultos INEA. Servicios públicos La población municipal en general, cuenta con los siguientes servicios públicos: el 96% de sus localidades cuenta con agua potable, el 30% dispone de drenaje y el 95% de energía eléctrica. Actividades económicas Agricultura En el municipio por la existencia de dos climas, los cultivos son claramente diferenciados por esta situación; dentro de los cultivos tropicales encontramos piña, plátano, naranja, mandarina y papaya; los cultivos de clima frío son: maíz, fríjol. Ganadería Se puede mencionar que la mayoría de la población solo tiene crianza de animales en traspatio donde se usan para uso domestico, como pueden ser: gallinas, guajolotes, cerdos, ovejas, conejos (www.hueyapan. Comercio Las principales actividades comerciales en el municipio son las relacionadas con el abasto y comercialización de productos de primera necesidad y que de manera general son cubiertas en los establecimientos locales. Entre los principales giros comerciales en el municipio encontramos tiendas de abarrotes, ropa, frutería con un total de 166 establecimientos comerciales y 5 grupos de artesanías que comercializan sus productos, 6 balconerías, dos de comida preparada, y 11 de carnicerías, 62 molinos de nixtamal en todo el municipio, 13 tiendas de venta de maíz concentrado. Turismo El sector turístico en el municipio no esta plenamente explotado, a pesar de contar con bellezas naturales y monumentos arquitectónicos, así como un pintoresco zócalo en la cabecera municipal, no se le ha dado promoción y no se cuenta con infraestructura hotelera ni de restauran que pueda satisfacer la demanda de los paseantes de la región. Industria La industria maquiladora, se encuentra una instalada en el municipio, con una ocupación de 80 obreros. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 RESULTADOS Y DISCUSIONES Resultados de la determinación de la capacidad de carga turística El resultado del trabajo identifico al proyecto con una capacidad de manejo aceptable y propicio para ejecutarse el proyecto, de la misma forma se calcularon diferentes factores de corrección, como fue la pendiente que en algunas zonas del sendero tiene un 20%, así como áreas sin cobertura arbórea y que en alguna época de mucho sol dificulta el recorrido, además de áreas donde existen problemas de inundación ó anegamiento, al mismo tiempo que se incluyen los cierres temporales, por fenómenos meteorológicos como la lluvia, para así poder determinar la capacidad de carga real turística para el sendero interpretativo que es el principal servicio a ofrecer dentro del centro eco turístico Rancho Dos Ríos. Mediante los diferentes cálculos tenemos que la capacidad de carga física nos resulto 9,649.944 visitas/día, por lo que consideramos muy alto, posteriormente se realizaron demás cálculos de corrección para poder determinar la capacidad de carga real que nos dio como resultado una capacidad de carga real de 552 visitas/ día, y al mismo tiempo para conocer el calculo de la capacidad de carga efectiva fue necesario realizar un calculo adicional que fue determinar la capacidad de manejo dando como resultado un valor de 71.7%, por lo que al efectuar la operación de capacidad de carga turística efectiva resulto de 395.78 visitas/día y al año un total de 17,035.08 visitantes/año, y 54.42 visitantes/día., este numero final es lo que puede soportar el sendero interpretativo al día y por ende el centro ecoturístico Rancho Dos Ríos. Visitantes diarios y anual metodología para determinar la capacidad de Carga Turística (CCT). (395.78 visitas/día) / (7.272 visitas/visitante/día) = 54.42 Visitantes/día 54.42 visitantes/día * 313 días al año =17,033.46 visitantes/año Visitantes diarios y anual modificado utilizando el factor de coeficiente de agostadero1 por tipo de vegetación2 (COTECOCA). La utilización de este factor es para tener un numero de visitas/día mas conservador utilizo el factor de corrección y otros estudios realizados para disminuir el deterioro de los recursos naturales al máximo dentro del sendero interpretativo tomando como base el resultado obtenido con la metodología para determinar la capacidad de carga turística (CCT) Cifuentes 1992. Para lo anterior se utiliza el factor del coeficiente de agostadero por tipo de vegetación2 y es de 2.01 (Hectáreas/Unidad animal). Por lo que al realizar la conversión de personas que pueden estar dentro de algunas áreas bajo manejo 11.7351 ha mismas que se encuentren dentro del transcurso del sendero resultando una capacidad de carga de 37.972 visitantes/día. Por lo consiguiente realizando la operación obtenemos el resultado de la capacidad de carga efectiva con su modificación es de: ISSN: 0187-3296 513 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES 54.42 visitantes+37.972/2= 46.196 visitantes/día 46.196 visitantes/día x 313 días (tomando en cuenta los días de cierres temporales)= 14,459.348visitantes/año. Visitantes anuales tomando en cuenta el factor de tasa de recuperación del ecosistema herbáceo principalmente 46.196 visitantes/día x 253 días (tomando en cuenta la tasa de recuperación3)= 11,687.588 visitantes/año. Relación Beneficio-Costo general del proyecto sendero interpretativo utilizando la capacidad de carga turística obtenida. La realización de la proyección financiera general para este proyecto de ejecución del sendero interpretativo y se determino que es rentable al tener una Relación Beneficio-Costo de 1.18, con una Tasa interna de retorno (TIR) del 30.65 % que es mayor a la tasa de interés, y con una valor actual neto (VAN) de 302,872, teniendo una inversión inicial de 299,160.00 pesos y obteniendo ganancias partir del tercer año. Hay que hacer notar que debido a la falta de información con respecto a este tema se realizo una procesamiento de supuestos datos verificables para poder realizar el cálculo de capacidad de carga turística utilizando la metodología para la determinación de Capacidad de carga (Cifuentes, 1990 y 1992, Cayot et al., 1996) que ha sido aplicada en diferentes parques nacionales conservadores de riquezas naturales de países sudamericanos en los cuales estos son manejados, para la implementación de proyectos turísticos y actualmente en México en la evaluación de la capacidad de carga como una alternativa de desarrollo sustentable en un sendero ecoturistico del santuario cerro pelón, de la reserva especial de la biosfera "mariposa monarca"(José L.; y Lilia de Lourdes M. de D. 1998). La Capacidad de Manejo (CM), es uno de los factores claves para el cálculo de la CCE, y que consiste en la suma de condiciones que la administración del área necesita para poder cumplir eficazmente sus funciones y objetivos. Quizás se esté sobrestimando la CM debido a que la variable personal no fue calificada utilizando los criterios establecidos. Por ello, se recomienda desarrollar este aspecto en futuras evaluaciones La modificación realizada en su ultima fase en la determinación del numero de visitantes/día que el sendero interpretativo puede soportar es aplicable debido a que se toman factores de estudios realizados en México en las cual se incluyo el coeficiente de agostadero por tipo de vegetación y con enfoque al buen uso de los recursos naturales y por ende el disminuir el deterioro de dichos recursos, por lo que disminuye el numero visitantes/día, que la metodología para la determinación de Capacidad de carga (Cifuentes, 1990 y 1992,) nos arrojo, pero aceptable dicho resultado de acuerdo a la exclusividad que el centro ecoturístico ofertara. CONCLUSIONES Asimismo es importante destacar que el termino de capacidad de carga turística así como su importancia dentro de proyectos de este tipo, así como la metodología para su posterior CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 evaluación financiera, ya que al conocer el numero de visitantes que puede soportar el sendero interpretativo y al mismo tiempo brindarles un servicio de calidad, pagando la exclusividad por este hecho, y por lo consiguiente ofrecerle a los visitantes a una experiencia exitosa de lo que es el manejo sustentable de lo recursos naturales con el fin de concienciar sobre la importancia de la vida en el campo y mostrar la relación y la dependencia que tiene la gente de las ciudades con las actividades del campo, al mismo tiempo que se tiene como público meta, a gente con interés en cuestiones ambientales y que puedan transmitir sus vivencias del viaje a fin de crear una conciencia ambiental La interrelación de los sitios que guardan con la naturaleza y el uso racional de los recursos, así como la particularidad que nos brinda una sensación de relajación, bienestar y regocijo espiritual al estar en cada una de las estaciones de interpretación y con esto podemos decir que la distribución es la idónea de acuerdo con el técnico y propietarios, así como visitantes informales. En base a lo anterior el sendero interpretativo permite valorar de manera holistica las riquezas de la biodiversidad del municipio de Hueyapan; Pue, ya que se ve representado la mayoría de las características de vegetación del municipio, así como algunas actividades agrícolas tradicionales de la región y se encuentran dentro del centro ecoturístico Rancho Dos Ríos El sendero interpretativo del centro ecoturístico Rancho Dos Ríos, Hueyapan, Puebla, es viable toda vez que el número de 11,687.58 visitantes/año. Siendo el limite máximo que puede soportar el centro ecoturístico en general, y a estos brindarle un servicio de calidad y atención, al mismo tiempo sin sobreexplotar el sitio, aceptando solamente esa cantidad de visitantes, no importando que exista demanda en temporadas pico como lo son la época de vacaciones escolares y la determinación de carga turística que contempla diferentes parámetros tanto sociales como ecológicos se toma como limitante para todo el centro ecoturístico. Aunado a esto se demuestra por la metodología empleada que no se afectara o se degradara a tal grado que se deteriore por completo los recursos y sin posibilidad de recuperarse en un plazo de 60 días mínimo, de tal forma que a partir de los cálculos hechos vemos que es viable la utilización de este espacio físico para el senderismo. Bajo un marco de manejo de todos los componentes como son la silvicultura-agricultura y acuacultura. El servicio interpretativo es un servicio mas que ofrece el centro ecoturistico Rancho Dos Ríos, para lo cual es necesario dedicar y capacitar a un numero de por lo menos 4 personas en la clasificación de las especies de flora y fauna existentes en el transecto del sendero, y así como en la transferencia de conocimientos, manejo de grupos y primeros auxilios para que de esta manera pueda prestarse este servicio de manera eficiente De acuerdo a los diferentes cálculos realizados en el proceso de este proyecto se dice que es socialmente viable por el impacto que este proyecto tendría en la generación de empleo a nivel local, así como económicamente rentable por la Relación Beneficio-Costo mayor a uno y ecológicamente sustentable ISSN: 0187-3296 514 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES debido a las consideraciones sobre la visitación programada y el tiempo de recuperación del sitio que esta programado respetar. El empleo de esta metodología permitió obtener un diagnostico general la capacidad de carga turística y tendiente a resolver una problemática y que puede se replicable a otros lugares ecoturísticos. Finalmente diremos que el ofrecerle a los visitantes a una experiencia exitosa de lo que es el manejo sustentable de lo recursos naturales con el fin de concienciar sobre la importancia de la vida en el campo y mostrar la relación y la dependencia que tiene la gente de las ciudades con las actividades del campo, al mismo tiempo que se tiene como público meta, a gente con interés en cuestiones ambientales y que puedan transmitir sus vivencias del viaje a fin de crear una conciencia ambiental. La interrelación de los sitios que guardan con la naturaleza y el uso racional de los recursos, así como la particularidad que nos brinda una sensación de relajación, bienestar y regocijo espiritual al estar en cada una de las estaciones de interpretación y con esto podemos decir que la TIR es mayor que la TREMA y mayor que la tasa de interés bancaria. BIBLIOGRAFIA Capacidad de carga turística de las áreas de uso público del Monumento Nacional Guayabo, Costa Rica / Miguel Cifuentes Arias [et al.].- Turrrialba, CC.R.: WWF:CATIE, 1999. 75 p. ; 22 cm. ISBN 9968825-03-4 Cayot, L.; Cifuentes, M; Amador, E.; Cruz, E.; Cruz, F. 1996. Determinación de la capacidad de carga turística en los sitios de visita del Parque Nacional Galápagos. Servicio Parque Nacional Galápagos e Instituto Ecuatoriano Forestal y de Áreas Naturales y Vida Silvestre. Puerto Ayora, Galápagos, Ecuador. Ceballos-Lascuráin, H. 1996. Tourism, ecotourism and protected areas. IV Congreso Mundial sobre Parques Nacionales y Áreas Protegidas. IUCN. Cifuentes, M.; Alpizar, F.; Barroso, F.; Courrau, J.; Falck, L.; Jimenez, R.; Ortiz, P.; Rodriguez, V.; Romero, J.C.; Tejada, J. 1990. Capacidad de carga turística de la Reserva Biológica Carara. Informe de Consulta, Servicio de Parques Nacionales / CATIE. Turrialba, Costa Rica. Comisión Técnico Consultiva de Coeficientes de Agostadero (COTECOCA), SAGARPA, con base en: COTECOCA, SARH, Memorias de Coeficientes de Agostadero, años 1972-1986, México. De Faria, H.H. de. 1993. Elaboración de un procedimiento para medir la efectividad de manejo de áreas silvestres protegidas y su aplicación en dos áreas protegidas de Costa Rica. Tesis Magister Scientiae. CATIE. Evaluación De La Capacidad De Carga Como Una Alternativa De Desarrollo Sustentable En Un Sendero Ecoturistico Del Santuario Cerro Pelón, De La Reserv a Especial De La Biosfera "Mariposa Monarca" México 1998 José López García, & Lilia de Lourdes Manzo Delgado. Versión preliminar CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 Ecotourism enviroment Weaver, David Bruces, Milton; John Wiley & Sons c. 2001 XIII 386. page. 65 Ecotourism: Principles, practices & Policies for sustainability Megan Epler, Wood 2002 United Nations Enviroment, Programe Division of Techonolgy Industry and economics 2002, 59 pp 9 Instituto Nacional de Ecología 1996 Anteproyecto de Norma oficial Mexicana “Restauración de suelos contaminados: metodología para la determinación de criterios de limpieza en a base a riesgos” Dirección General de materiales, Residuos y actividades riesgosas. Instituto Nacional de Ecología México. Guía de Normatividad Ambiental Aplicable al Ecoturismo Comunitario Segunda Edición Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). México 2003 Pág. 107 José López García, & Lilia de Lourdes Manzo Delgado. Caso De Estudio: Evaluación De La Capacidad De Carga Como Una Alternativa De Desarrollo Sustentable En Un Sendero Ecoturistico Del Santuario Cerro Pelón, De La Reserva Especial De La Biosfera "Mariposa Monarca" (México). Versión preliminar. 2002 Turismo Alternativo Una nueva forma de hacer turismo, México, D.F. 2004 Fascículo 1 Serie Turismo Alternativo Secretaría de Turismo Guía para el diseño y operación de senderos interpretativos, México, D.F. 2004 Fascículo 5 Serie Turismo Alternativo Secretaría de Turismo Kuss, F., Graefe, A. and Vaske, J. 1990. Visitor Impact Management. National Parks and Conservation Association. 256 p. Moore, A. 1993. Manual para la capacitación del personal de áreas protegidas. National Park Service. USA. Vol 2. Process. Rodríguez V., J.E. 1992. Determinación de Capacidad de Carga Turística para el Parque Nacional Manuel Antonio. Tesis MSc. Turrialba, Costa Rica. CATIE. 183 p. Schultz, S.; Pinazzo, J.; Cifuentes, M. 1998. Opportunities and limitations of contingent valuation surveys to determine national park entrance fees: evidence from Costa Rica. Weaver, David B, Milton; Jhon Wiley & sons 2001, xxii Environment and Development Economics 3:131149. Síntesis geográfica digital Estado de Puebla INEGI 1999 Solano, M.A.; Tenorio, R.; Barborak, J.R.; Morales, R.; Hurtado, L. (eds.).1987. Plan de Manejo y Desarrollo del Monumento Nacional Guayabo.MINAE - CATIE. Stankey, G.H.; Cole, D.N.; Lucas, R.C.; Petersen, M.E. Frissell, S.S. 1985. The Limits of Acceptable Change (LAC) System for Wilderness Planning. Forest Service, U.S. Department of Agriculture, Odgen, UT, USA. Vasconcellos, J.M de O. 1997. Bases gerais sobre educação ambiental e interpretação ambiental. In: Curso de Manejo de Áreas Naturais Protegidas. UNILIVRE / Fundação O Boticário. Curitiba, Paraná, Brasil. p. 74-90. ISSN: 0187-3296 515 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES RENTABILIDAD FINANCIERA Y CAPACIDAD DE CARGA TURÍSTICA EN UN CENTRO ECOTURÍSTICO F. Enriquez García1, P. Zaldivar Martínez1 , E. Joaquín Medina1, R González Marquez, R. , Martínez Hernández1 Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Escuela de Ingeniería Agrohidráulica, Domicilio conocido, Teziutlán, Pue. email: [email protected]. 1 RESUMEN. El turismo es un importante factor de desarrollo socioeconómico a nivel local, regional y nacional. Siendo México uno de los países que más personas de todo el mundo prefiere visitar, se dice que a nivel nacional cuenta con una gran tradición turística y, en general, una buena infraestructura turística y de comunicaciones. Por tal razón se desarrolla la investigación ofertando un servicio ecoturístico siendo el sendero interpretativo con 4 sitios de interpretación donde se dan a conocer de manera verbal-visual algunos elementos del sector agropecuario desarrollándose dentro del centro ecoturistico Rancho Dos Ríos, Hueyapan, Pue. La elaboración de dicho trabajo radica en determinar la capacidad de carga turística del sendero interpretativo, principal servicio a ofertar en el centro ecoturistico Rancho Dos Ríos y que tomaremos como limitante dicho cálculo para todo el Centro ecoturistico. Con relación a su rentabilidad al tener una R B/C de 1.18, y una Tasa interna de retorno (TIR) del 30.65 % que es mayor a la tasa de interés, con un valor actual neto (VAN) de 302,872, para así tener una inversión inicial de 299,160.00 pesos y obteniendo ganancias a partir del tercer año. A este conjunto de actividades con sus diversas variaciones se ha denominado con el termino de ecoturismo, cuya definición mas estricta es "aquella modalidad turística ambientalmente responsable, consistente en viajar o visitar áreas naturales relativamente sin disturbios con el fin de disfrutar, apreciar y estudiar los atractivos naturales (paisaje, flora y fauna silvestres), de dichas áreas, así como cualquier manifestación cultural (del presente y del pasado), que puedan encontrarse ahí, a través de un proceso que promueve la conservación, tiene bajo impacto ambiental y cultural y propicia un involucramiento activo y socioeconómicamente benéfico de las poblaciones locales de acuerdo a la Unión Mundial para la Naturaleza (UICN) por sus siglas en ingles, (Megan Epler, Wood 2002) Palabras clave: Tasa Interna de Rentabilidad, RBC, Ecoturismo, Capacidad de Carga, Se definen 4 zonas: de uso intensivo; de recuperación natural; de uso especial; y de infraestructura de acuerdo al plan de manejo elaborado para dicho centro, el cual se utilizo un formato de inventario para su mejor distribución. INTRODUCCIÓN El turismo a nivel mundial, ha crecido exponencialmente en los últimos 20 años debido a la facilidad de transporte que permite trasladarse en periodos de tiempo cortos de un lugar a otro. En los últimos 10 años el turismo ha crecido en promedio cada año a un ritmo de 15 a 20 % a nivel mundial, situación que ha generado nuevas alternativas de servicios turísticos en los países destino, lo cual junto a la necesidad de los habitantes de las ciudades de estar en contacto con la naturaleza y los paisajes de este entorno, han desarrollado un turismo diferente al tradicional basado en tener un contacto directo con la naturaleza mediante la realización de actividades al aire libre como acampar, realizar caminatas, escalar, deslizarse por los ríos, etc. o bien participar en la realización de actividades productivas con los pobladores del medio rural, agricultura, ganadería, forestería, entre otros u observar las diferentes actividades cívico-religiosasgastronomicas y culturales de las comunidades de las regiones que visitan. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 MATERIALES Y METODOS Descripción de los sitios de uso público Zonificación El presente trabajo se realizo en el centro ecoturístico Rancho Dos Ríos, ubicado en la sección séptima, del municipio de Hueyapan, Puebla. La superficie total en la cual se desarrolla el proyecto contempla aproximadamente 49.994 ha-1. ZONA 1 (Sendero) En esta zona se encuentra el sendero interpretativo para visitación del centro ecoturístico Rancho Dos Ríos, con una longitud de 1327 metros de largo, e incluye el paso por cuatro estaciones en la que se encuentran el área de cultivo agrícola de arandano blue berry (Vaccinium corymbosium L.), plantación forestal comercial con pino (Pinus chiapensis), aprovechamiento forestal del bosque de encino-pino, y un área de bosque mesofilo de montaña, cuerpos de agua de manantial. Así como en la ultima estación el modulo de producción agrícola y pecuaria de traspatio típico de la región, cultivos de hortalizas bajo invernadero rustico entre las que tenemos especies como el jitomate (Lycopersicum esculentum), calabacita (Cucurbita pepo), cilantro (Coriandrum sativum), y fresa Fragaria sp, cultivados de manera orgánica y actividades pecuarias como es la ISSN: 0187-3296 516 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES ganadería de traspatio aves (Gallus gallus domesticus), conejos (Oryctolagus cuniculus), además de caballos (Equus caballus) que en un momento servirán para poder proporcionar servicio de cabalgata en la cual se practicaran los cuidados y mantenimientos de estos animales y así todo una trama de vida intercultural. El sendero posee muchas facilidades para los visitantes, tales como superficie de grava en parte de su longitud y cuatro puntos de interpretación que básicamente es la zonificación del centro ecoturistico ya que básicamente se tomo en cuenta esta distribución. Se pretende pueda recorrerse de modo autoguiado, con un folleto disponible en español, inglés y náhuatl, esta ultima es la lengua existente en la zona donde se encuentra ubicado dicho centro, ecoturìstico que se venderá en la entrada. Los cuatro puntos interpretativos cubren desde aspectos ambientales y ecológicos del bosque hasta informaciones sobre el modus vivendi de los moradores del sitio. Desde este sendero se puede acceder a un mirador, donde se obtiene una vista general del sitio y de la plantación forestal comercial, área agrícola, estanque de pesca recreativa acondicionado de manera artificial, bosque de pino-encino y bosque mesofilo de montaña (Figura 2). ZONA 2 (Área Agropecuaria) Con una superficie de aproximadamente 0.232 ha-1 de área de pesca recreativa y 0.635 ha-1 de cultivo de arandano ó blue berry (Vaccinium corymbosium L.), esta se encuentra destinada a la gente que tenga deseos de estar mas cerca del campo desde el punto de vista rural como la cosecha de cultivo de arandano o blue berry (junio-Agosto), fruta que se utiliza para la fabricación de vino regional, así como el acercamiento con la producción de hortalizas bajo un invernadero demostrativo, en donde se produce jitomate (Lycopersicum esculentum), calabacita (Cucurbita pepo), cilantro (Coriandrum sativum), y fresa Fragaria sp, cultivados de manera orgánica y actividades pecuarias como es la ganadería de traspatio aves (Gallus gallus domesticus), conejos (Oryctolagus cuniculus), además de caballos (Equus caballus) que en un momento servirán para poder proporcionar servicio de cabalgata en la cual se practicaran los cuidados y mantenimientos de estos animales. Plantación forestal comercial con pino (Pinus chiapensis), y el aprovechamiento forestal del bosque de encino-pino Todo lo anterior estará destinado sobre todo a personas que tengan interés en realizar experiencias de tipo rural, y donde puedan aprender más sobre la vida del campo, importancia, interacciones y principales aspectos que lo llevan a ser el sector primario de la economía en México. ZONA 3 (Área de día de campo) Es un área que se ubica dentro de la superficie de plantación forestal comercial con la especie de Pinus chiapensis y bosque natural de la misma especie el cual consta de aproximadamente 15 ha-1, pero específicamente para esta actividad de 2500 m2 divididos en 2 áreas, los cuales se poseen tiendas de campaña, asadores portables, cada uno con una capacidad de 10 personas, 2 mesas con bancos, una parrilla y un basurero. En esta área se esta previendo acondicionar servicios sanitarios (Figura 2). Área de acampar Con 2500 m2 (de los cuales se debe descontar el espacio ocupado por los árboles), es un sitio muy adecuado para acampar. Con capacidad para 8 carpas o un máximo de 24, el terreno posee un buen drenaje y sombra adecuada. Área de infraestructura (ZONA 4) Es un área en la entrada del centro ecoturístico Rancho Dos Ríos en la cual se encuentra instalaciones para brindar el servicio de alimentación (Cocina de comida típica Mexicana), sanitarios públicos, y lugar de hospedaje 2 cuartos, estacionamiento, juegos infantiles, y oficina, ya que al ser un centro ecoturístico se ofertaran estos servicios para que de esta forma se haga mas placentera la estancia. Descripción de las estaciones de interpretación del sendero Estación 1 1.-Plantación forestal de Pino acalocote (Pinus chiapensis), especie en status incluida en la NOM-059 de especies en peligro de extinción, debido a su difícil regeneración, el cual se esta realizando con fines comerciales a cosechar a 25 años. Basado en información científica para el cultivo de esta especie. 2.-Cultivo del arandano ó blue Berry (Vaccinium corymbosium), plantación hecha con anterioridad de muchas que se introdujeron por anteriores propietarios, y actualmente con buenos rendimientos y de la cual la cosecha en su totalidad se destina a la producción de vino regional por un fabrica reconocida en la región. 3.-Bosque de Pino acalocote (Pinus chiapensis) dentro del predio se encuentran algunos árboles formando pequeños machones de manera natural, por lo que estas especies se mantienen en forma de conservación del bosque (Figura 3) Estación 2 4.-Programa de aprovechamiento Forestal, actividad realizada mediante métodos para el aprovechamiento racional del bosque y permiso autorizado Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT), desde el año 2005. 5.-Bosque mesofilo de montaña, más que por su clasificación geográfica, debe esta clasificación a su CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 517 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES estructura del bosque, actualmente catalogada bajo aprovechamiento restringido por la Ley de Desarrollo Forestal sustentable. (Figura 3). Los cálculos se basaron en los siguientes supuestos: 1 Flujo de visitantes en un solo sentido en el sendero. Una persona requiere normalmente de 1 m2 de espacio para moverse libremente. En el caso de senderos se traduce en 1 m lineal, siempre que el ancho del sendero sea menor que 2 m. Tiempo necesario para una visita al sendero: 1 hora y 10 minutos Horario de visita: 8:00 a 16:00 horas, es decir, 8 horas por día. 2 Estación 3 6.-Cuerpo de Agua sin contaminantes de acuerdo a su origen (Sin comprobar actualmente) esta debe su importancia ya que es el componente principal de la materia viva. Constituye del 50 al 90% de la masa de los organismos vivos. 7.-Fauna acuícola característica como lo es el camarón de río, anfibios como la rana (Figura 3). 3 4 Cálculo de capacidad de carga física (CCF) Estación 4 8.-Plantación forestal de Pino navideño (Pinus ayacahuite), de prueba el cual se esta realizando con fines demostrativos, y al mismo tiempo para venta al menudeo a visitantes del centro ecoturistico Rancho Dos Ríos, basado en información especifica para el cultivo de esta especie. 9.-Actividades agrícolas y pecuarias en la que podemos mencionar un invernadero rustico en la que se cultivan hortaliza tales como jitomate (Lycopersicum esculentum), calabacita (Cucurbita pepo), cilantro (Coriandrum sativum), y fresa Fragaria sp, cultivados de manera orgánica y actividades pecuarias como es la ganadería de traspatio aves (Gallus gallus domesticus), conejos (Oryctolagus cuniculus), además de caballos (Equus caballus) que en un momento servirán para poder proporcionar servicio de cabalgata en la cual se practicaran los cuidados y mantenimientos de estos animales, dentro del Centro Ecoturistico Rancho Dos Ríos. 10.-Unidad de manejo de vida silvestre de manera intensiva (en proceso) en la cual se pretende adoptar especies tales como venado cola blanca, y aves como faisán, pavo real, codorniz.. Es el límite máximo de visitas que se pueden hacer al sitio durante un día. Está dada por la relación entre factores de visita (horario y tiempo de visita), el espacio disponible y la necesidad de espacio por visitante. Para el cálculo se utilizó la siguiente fórmula: NV=S*NV sp Donde: S = superficie disponible, en metros lineales (1,327 metros para el Sendero) sp = superficie usada por persona = 1 m de sendero NV = número de veces que el sitio puede ser visitado por la misma persona en un día. En el sendero equivale a: NV = Hv / tv Donde: Hv = Horario de visita Tv = Tiempo necesario para visitar el sendero Metodología Cálculo de Capacidad de Carga Real (CCR) El procedimiento de cálculo de capacidad de carga se realizó basándose en la metodología de Cifuentes (1992), la cual busca establecer el número máximo de visitas que puede recibir un área protegida con base en las condiciones físicas, biológicas y de manejo que se presentan en el área de estudio, y el cual es adaptada al sendero interpretativo del centro ecoturistico Rancho Dos Ríos. Se sometió la capacidad de carga física (CCF) a una serie de factores de corrección, particulares para cada sitio. Los factores de corrección considerados en este estudio fueron: - Factor Social (FCsoc) - Erodabilidad (FCero) - Accesibilidad (FCacc) - Precipitación (FCpre) - Brillo solar (FCsol) - Cierres temporales (FCctem) - Anegamiento (FCane) El proceso consta de tres niveles: 1 2 3 Cálculo de Capacidad de Carga Física (CCF) Cálculo de Capacidad de Carga Real (CCR) Cálculo de Capacidad de Carga Efectiva (CCE) Estos factores se calculan en función de la fórmula general: FCx =M/x Mtx Los tres niveles de capacidad de carga tienen una relación que puede representarse como sigue: CC<CCRC<CE Donde: FCx = Factor de corrección por la variable “x” M/x = Magnitud limitante de la variable “x” CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 518 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Mtx = Magnitud total de la variable “x” que se atribuyó un grado de erodabilidad de la siguiente forma: Factor de corrección factor social (FCsoc) Considerando aspectos referentes a la calidad de visitación, se plantea la necesidad de manejar la visitación por grupos. Para un mejor control del flujo de visitantes y, a la vez, para asegurar la satisfacción de estos, se propone que la visitación sea manejada bajo los siguientes supuestos: 1. 2. Grupos de máximo 10 personas en el sendero (número máximo de visitantes que pueden estar en sendero a la vez) La distancia entre grupos debe ser de al menos 50 m, para evitar interferencias entre grupos. Puesto que la distancia entre grupos es de 50 metros y cada persona ocupa 1 m de sendero, entonces cada grupo requiere 60 metros en el sendero. El número de grupos (NG) que puede simultáneamente en el sendero se calcula así: NG = largo total del sendero_______ Distancia requerida por grupo estar Para calcular el factor de corrección social es necesario primero identificar cuántas personas (P) pueden estar simultáneamente dentro de cada sendero. Esto se hace a través de: P = NG * número de personas por grupo Para calcular el Factor de Corrección Social (FCsoc) necesitamos identificar la magnitud limitante que, en este caso, es aquella porción del sendero que no puede ser ocupada porque hay que mantener una distancia mínima entre grupos. Por esto, dado que cada persona ocupa 1 metro del sendero, la magnitud limitante es igual a: Metros lineales ml (Sendero) = mt - P Entonces el factor social se calcula así: FCsoc (Sendero)= 1-NG L Factor de corrección erodabilidad (FCero) Esta se refiere a la susceptibilidad del suelo a la erosión hídrica, su valor depende de la textura superficial, la estructura, de la permeabilidad y del contenido de materia orgánica. Dado que todo el suelo del sendero es homogéneo y por tanto no hay diferencia en los tipos de suelo, se tomó en cuenta sólo la pendiente para establecer tres rangos a los Tabla 1. Categorías factor de corrección erodabilidad Pendiente Grado de erodabilidad < 10% Bajo 10% - 20% Medio > 20% Alto Fuente: Miguel Cifuentes Arias [et al.].CC.R. WWF:CATIE, 1999. Las zonas que tienen un nivel de riesgo de erosión medio o alto son las únicas consideradas significativas al momento de establecer restricciones de uso. Puesto que un grado alto de erodabilidad presenta un riesgo de erosión mayor que un grado medio, se incorporó un factor de ponderación de 1 para el grado medio de erodabilidad y 1,5 para el alto. El factor de corrección se obtiene de la siguiente manera: FC=1-(mea*1,5)+(mem*1) mt Donde: mea = metros de sendero con erodabilidad alta = 62.82 metros mem =metros de sendero con erodabilidad media = 49.54 metros mt = metros totales de sendero = 1,327 metros 2.2.2.3. Factor de corrección accesibilidad (FCacc) Mide el grado de dificultad que podrían tener los visitantes para desplazarse por el sendero, debido a la pendiente. Se toman los mismos grados de pendiente considerados en el FCero. Se establecieron las siguientes categorías: Tabla 2. Categorías factor de corrección de accesibilidad Dificultad Pendiente Ningún grado de dificultad < 10% media dificultad 10%-20% alta dificultad > 20% Fuente: Miguel Cifuentes Arias [et al.].CC.R. WWF:CATIE, 1999. Los tramos que poseen un grado de dificultad medio o alto son los únicos considerados significativos al momento de establecer restricciones de uso. Puesto que un grado alto representa una dificultad mayor que un grado medio, se incorporó un factor de ponderación de 1 para el grado medio de dificultad y 1,5 para el alto. Así: FCacc=1-(ma*1,5)+(mm*1) mt Donde: CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 519 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES ma = metros de sendero con dificultad alta (62.82 m en el Sendero) mm = metros de sendero con dificultad media (49.54 m en el Sendero) mt = metros totales de sendero (1,327 metros). Por razones de mantenimiento, del centro ecoturístico no recibirá visitantes los días lunes, lo que representa una limitación a la visitación en 1 de los 7 días de la semana. Se calculó este factor de la siguiente forma: 2.2.2.4. Factor de corrección precipitación (FCpre) FCtem = 1-hc ht Es un factor que impide la visitación normal, por cuanto la gran mayoría de los visitantes no están dispuestos a hacer caminatas bajo lluvia. Se consideraron los meses de mayor precipitación (de julio-diciembre), en los cuales la lluvia se presenta con mayor frecuencia en las horas de la tarde. A partir de esto se determinó que las horas de lluvia limitantes por día en este período son 4 horas (de 10:00 horas a 14:00 horas), lo que representa 732 horas en 6 meses. Con base en ello se calculó el factor de la siguiente manera: FCpre = 1-hl ht Donde: hl = Horas de lluvia limitantes por año (183 días * 4 horas/día =732 horas) ht = Horas al año que el centro ecoturístico está abierto (365 días * 8 horas/día=2,920 horas) Donde: hc = Horas al año que el centro ecoturístico está cerrado (8 horas/día * 1día/semana * 52 semanas/año = 416 horas/año) ht = Horas totales al año (2,920 horas). Factor de corrección anegamiento (FCane) Se toman en cuenta aquellos sectores en los que el agua tiende a estancarse y el pisoteo tiende a incrementar los daños en el sendero. Con base en ello se obtuvo un factor de corrección por anegamiento: FCane = 1-ma mt Donde: ma = Metros del sendero con problemas anegamiento (95,75 m) mt = Metros totales del sendero (1,327 metros) de Factor de corrección brillo solar (FCsol) En algunas horas del día, cuando el brillo del sol es muy fuerte entre las 12:00 horas y las 16:00 horas, las visitas a sitios sin cobertura resultan difíciles o incómodas. Para el caso del sendero, este factor es limitante únicamente en parte del sendero, donde existe un tramo sin cobertura de 935 metros (área de plantación), 392 metros existe cobertura de dosel, por lo que el brillo solar no dificulta la visitación. Durante los 6 meses con poca lluvia se tomaron en cuenta las cuatro horas limitantes (183 días/año * 4 horas/día = 732 horas/año) y, durante los 6 meses de lluvia sólo se tomaron en cuenta las horas limitantes por la mañana (183 días/año * 2 horas/día = 366 horas/año). Además, estos cálculos sólo se aplicaron a los tramos sin cobertura. Así, la fórmula es la siguiente: FCsol= 1-[hsl*ms] ht mt Donde: hsl = horas de sol limitantes / año (732 horas+ 366 horas = 1,098 horas) ht = horas al año que el centro ecoturístico está abierto (2,920 horas) ms = metros de sendero sin cobertura (935 metros) mt = metros totales del sendero (1,327metros) 2.2.2.8. Cálculo final de capacidad de carga real (CCR) A partir de la aplicación de los factores de corrección mencionados para el sendero, se calculó la capacidad de carga real mediante la siguiente formula: CCR = CCF (FCsoc * FCero * FCacc * FCpre * FCsol * FCtem) Cálculo de Capacidad de Manejo En la medición de la capacidad de manejo (CM), intervienen variables como respaldo jurídico, políticas, equipamiento, dotación de personal, financiamiento, infraestructura y facilidades o instalaciones disponibles (Cifuentes, 1992). La capacidad de manejo óptima es definida como el mejor estado o condiciones que la administración de un área protegida debe tener para desarrollar sus actividades y alcanzar sus objetivos. En este caso, para realizar una aproximación de la capacidad de manejo del centro, fueron consideradas las variables: personal, infraestructura y equipamientos. Estas fueron seleccionadas por su facilidad de análisis y medición, y debido a que se contó con la información requerida para el caso. Cada variable está constituida por una serie de componentes, identificados en Anexo 5. Factor de corrección cierres temporales (FCtem) CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 520 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Cada variable fue valorada con respecto a cuatro criterios: cantidad, estado; localización y funcionalidad. La categoría personal sólo se calificó teniendo en cuenta el criterio de cantidad, debido a que el conocimiento y el tiempo para una evaluación del personal fueron insuficientes. Para establecer una estimación más objetiva de la CM fue importante uniformar el mecanismo de calificación para todas las variables. % <=35 36-50 51-75 76-89 >=90 Los criterios utilizados fueron: Cantidad: Relación porcentual entre la cantidad existente y la cantidad óptima, a juicio de la administración del área protegida y de los autores del presente estudio. Estado: Se entiende por las condiciones de conservación y uso de cada componente, como su mantenimiento, limpieza y seguridad, permitiendo el uso adecuado y seguro de la instalación, facilidad o equipo. Localización: Se entiende como la ubicación y distribución espacial apropiada de los componentes en el área, así como la facilidad de acceso a los mismos. Funcionalidad: Este criterio es el resultado de una combinación de los dos anteriores (estado y localización), es decir, la utilidad práctica que determinado componente tiene tanto para el personal como para los visitantes. Los autores consideran que, si bien estos criterios no representan la totalidad de las opciones para la valoración y determinación de la capacidad de manejo del área estudiada, aportan elementos de juicio suficientes para realizar una buena aproximación. Cada criterio recibió un valor, calificado según la siguiente escala: Tabla 3. Criterios de calificación de capacidad de manejo Valor Calificación Insatisfactorio 0 1 Poco Satisfactorio 2 Medianamente Satisfactorio 3 Satisfactorio 4 Muy Satisfactorio Fuente: Miguel Cifuentes Arias [et al.].CC.R. WWF:CATIE, 1999. La escala porcentual utilizada es una adaptación de la Norma ISO 10004, que ha sido utilizada y probada en estudios de evaluación de la calidad de los servicios ofrecidos por empresas privadas y públicas, en la determinación de la efectividad de manejo (De Faria, 1993). El óptimo para cada variable fue establecido por el autor, además con los datos obtenidos en entrevistas con visitantes informales, el personal y el administrador del área. Para calificar la cantidad se tomó en cuenta la relación entre la cantidad existente y la cantidad óptima, llevando este valor porcentual a la escala de 0 - 4. Los otros criterios fueron calificados en base a las apreciaciones del los propietarios según las condiciones definidas para cada uno. Para el cálculo del factor de corrección por capacidad de manejo, cada variable fue calificada a través de múltiples componentes (Anexo 5). Cada componente se calificó bajo los cuatro criterios (cantidad, estado, localización y funcionalidad), excepto los componentes de la variable personal que sólo se calificó según su cantidad. Para los cálculos se obtuvo el total de las calificaciones de cada componente. Este total se lo comparó al óptimo (valor máximo alcanzable si cada criterio hubiera sido calificado con la máxima calificación de 4), y el resultado se lo tomó como un factor. El promedio de todos los factores constituye el factor de la variable. Finalmente, la capacidad de manejo del centro ecoturístico se estableció a partir del promedio de los factores de las tres variables, expresado en porcentaje, de la siguiente manera: CM= Infr Eq Pers*100 3 Calculo de Capacidad de Carga Efectiva (CCE) La Capacidad de Carga Efectiva (CCE) representa el número máximo de visitas que se puede permitir en el centro ecoturístico Rancho Dos Ríos. Y puesto que el sendero es el principal servicio que se puede brindar dentro del centro ecoturístico, pero el que esta en contacto con la gente por mayor tiempo en las visitas, la capacidad de carga real (CCR) del sendero constituye una limitante crítica para todo el sitio. Esto significa que la visitación al centro ecoturístico tiene que manejarse tomando en cuenta la capacidad de carga determinada por esta limitante crítica. Considerando lo anterior, la capacidad de carga efectiva (CCE) se calcula con la formula siguiente: CCE = CCR * CM Donde: CCR = Capacidad de Carga Real CM = Capacidad de Manejo 2.3. E quipo y documentos La recopilación y procesamiento de la información se realizó a través de los siguientes medios y materiales: En oficina: - SIG vectorial, ArcView GIS 3.2 para Windows - ESRI, ArcView, Projection Utility executable. - Programas Microsoft Word y Microsoft Excel - Ortofoto Digital Fotografías aéreas escala 1:75,000 de Febrero de 1995 DATUM: ITRF92. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 521 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES - Imagen digital carta topográfica E14B15 Teziutlán Escala 1:50000 (INEGI 1999) -.Planos de climas, suelos, vegetación del estado Puebla (INEGI 1999) • En terreno: - GPS, eTrex Vista marca Garmin, DATUM utilizado WGS 84 - Plano Topográfico del predio Donde: FCx = Factor de corrección por la variable “x” M/x = Magnitud limitante de la variable “x” Mtx = Magnitud total de la variable “x” Calculo de corrección factor social (FCsoc) Fases del trabajo Fase de gabinete El trabajo se realizo en los meses de junio a julio de 2006 considerando las siguientes actividades, revisión bibliográfica e información cartográfica, ortofotos, el cual fueron mezcladas para la corroboración de información, para que de esta manera elegir los sitios estudiados y programación del recorrido del sendero tomando en cuenta los lineamientos guía para el diseño y operación de senderos interpretativos de la SECTUR (Fascículo 5 serie turismo alternativo, 2004). Cálculo de capacidad de carga física (CCF) Para el cálculo se utilizó la siguiente fórmula: NV=S*NV sp Donde: S = superficie disponible, en metros lineales (1,327 metros para el sendero) sp = superficie usada por persona = 1 m de sendero NV = número de veces que el sitio puede ser visitado por la misma persona en un día. En el sendero equivale a: NV = Hv / tv Donde: Hv = Horario de visita Tv = Tiempo necesario para visitar el sendero NV=8h/día__________=7.272 vistas/visitante 1.10 h/visita/visitante Entonces: CCF Sendero= 1,327 metros *7.272 visitas/día = 9,649.944 Visitas/día El siguiente factor se propone que la visitación sea manejada bajo los siguientes supuestos: 3. Grupos de máximo 10 personas en el sendero (número máximo de visitantes en el sendero). 4. La distancia entre grupos debe ser de al menos 50 m, para evitar interferencias entre grupos. Puesto que la distancia entre grupos es de 50 m y cada persona ocupa 1 m de sendero, entonces cada grupo requiere 60 m en el Sendero El número de grupos (NG) que puede estar simultáneamente en cada sendero se calcula así: NG =largo total del sendero________ Distancia requerida por grupo NG=1327= 22.11 60 Por tanto: NG (Sendero) = 22.11grupos Para calcular el factor de corrección social es necesario primero identificar cuántas personas (P) pueden estar simultáneamente dentro del sendero. Esto se hace a través de: P = NG * número de personas por grupo Entonces: P (sendero) = 22.11 personas/grupo = 21.1 personas grupos * 10 Para calcular el factor de corrección social (FCsoc) necesitamos identificar la magnitud limitante que, en este caso, es aquella porción del sendero que no puede ser ocupada porque hay que mantener una distancia mínima entre grupos. Por esto, dado que cada persona ocupa 1 metro del sendero, la magnitud limitante es igual a: Cálculo de capacidad de carga real (CCR) Se sometió la capacidad de carga física (CCF) a una serie de factores de corrección, particulares para cada sitio. Estos factores se calculan en función de la fórmula general: FCx =M/x Mtx ml (Sendero) = mt - P ml (Sendero) = 1,327 metros – 221.1 = 1,105.9 metros Entonces: FCsoc (Sendero)= 1-1,105.9 metros= 1- 0.8333 =0.1667 1,327 metros Calculo factor de corrección erodabilidad (FCero) CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 522 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Calculo factor de corrección brillo solar (FCsol) Las zonas que tienen un nivel de riesgo de erosión medio o alto son las únicas consideradas significativas al momento de establecer restricciones de uso. El factor de corrección se obtiene de la siguiente manera: FC=1-(mea*1,5)+(mem*1) mt Los cálculos sólo se aplicaron a los tramos sin cobertura. Así, la fórmula es la siguiente: FCsol= 1- hsl*ms ht mt Donde: mea = metros de sendero con erodabilidad alta = 62.82 metros mem =metros de sendero con erodabilidad media = 49.54 metros mt = metros totales de sendero = 1,327 metros Donde: hsl = horas de sol limitantes / año (732 horas + 366 horas = 1,098 horas) ht = horas al año que el centro ecoturístico está abierto (2,920 horas) ms = metros de sendero sin cobertura (935 metros) mt = metros totales del sendero (1,327 metros) Calculo factor de corrección accesibilidad (FCacc) Entonces: Los tramos que poseen un grado de dificultad medio o alto son los únicos considerados significativos al momento de establecer restricciones de uso. FCsol (Sendero)=1- 1,098hrs* 935 m 0.7045= 1-0.248 =0.7351 2,920hrs 1,327 m FCacc=1-(ma*1,5)+(mm*1) mt Calculo factor de corrección cierres temporales (FCtem) Donde: ma = metros de sendero con dificultad alta (62.82 m en el Sendero) mm = metros de sendero con dificultad media (49.54 m en el Sendero) mt = metros totales de sendero (1,327 m). Se calculó este factor con la siguiente formula: Entonces: FCacc=1-(62.82 m*1,5)+(49.54*1)= 1-103.23+ 49.54=1-152.77=1-0.1151 =0.8849 1,327 metros 1327 metros 1327 =1- 0.3760 * FCtem = 1-hc ht Donde: hc = Horas al año que el centro eco turístico está cerrado (8 horas/día* 1día/semana * 52 semanas/año = 416 horas/año) ht = Horas totales al año (2,920 horas). Entonces: FCtem=1- 416 horas/año=0.8575 2,920 horas/año Calculo factor de corrección precipitación (FCpre) Factor de corrección anegamiento (FCane) Se calculó el factor de la siguiente manera: Mediante la siguiente formula se obtuvo un factor de corrección por anegamiento: FCpre = 1-hl ht Donde: hl = Horas de lluvia limitantes por año (183 días * 4 horas/día =732 horas) ht = Horas al año que el centro ecoturístico está abierto (365 días * 8hrs/día=2,920 horas) El valor de este factor de corrección es aplicable para el sendero debido a que la precipitación lo afecta en su totalidad. FCane = 1-ma mt Donde: ma = Metros del sendero con problemas anegamiento (95.75 metros) mt = Metros totales del sendero (1,327 metros) de Entonces: FCane=1-95.75 m=0.9278 1,327 m Entonces: Cálculo de capacidad de carga real (CCR) FCpre=1-732 horas= 0.7493 2,920 horas A partir de la aplicación de los factores de corrección mencionados para el sendero, se calculó la capacidad de carga real mediante: CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 523 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES CCR = CCF (FCsoc * FCero * FCacc * FCpre * FCsol * FCtem) Entonces: CCR=9,649.944(0.1667*0.8849*0.8849 *0.7493*0.7351*0.8575*0.9278) CCR=552.000 visitantes/día Calculo de capacidad de manejo (CM) Finalmente, la capacidad de manejo del centro ecoturístico se estableció a partir del promedio de los factores de las tres variables, expresado en porcentaje, de la siguiente manera: información especifica de los cálculos representados en el Anexo 5. CM= Infr Eq Pers*100 3 Estos resultados se expresan en la siguiente tabla: Tabla 4. Resultados factor capacidad de manejo Variable Valor Infraestructura 0.676 Equipo 0.724 Personal 0.750 PROMEDIO 0.717 Capacidad de manejo (CM) 71.7 % Fuente: Elaboración propia aplicación de metodología capacidad de carga (Cifuentes 1999) al mismo tiempo que se incluyen los cierres temporales, por fenómenos meteorológicos como la lluvia, para así poder determinar la capacidad de carga real turística para el sendero interpretativo que es el principal servicio a ofrecer dentro del centro eco turístico Rancho Dos Ríos. Mediante los diferentes cálculos tenemos que la capacidad de carga física nos resulto 9,649.944 visitas/día, por lo que consideramos muy alto, posteriormente se realizaron demás cálculos de corrección para poder determinar la capacidad de carga real que nos dio como resultado una capacidad de carga real de 552 visitas/ día, y al mismo tiempo para conocer el calculo de la capacidad de carga efectiva fue necesario realizar un calculo adicional que fue determinar la capacidad de manejo dando como resultado un valor de 71.7%, por lo que al efectuar la operación de capacidad de carga turística efectiva resulto de 395.78 visitas/día y al año un total de 17,035.08 visitantes/año, y 54.42 visitantes/día., este numero final es lo que puede soportar el sendero interpretativo al día y por ende el centro ecoturístico Rancho Dos Ríos. Visitantes diarios y anual metodología para determinar la capacidad de Carga Turística (CCT). (395.78 visitas/día) / (7.272 visitas/visitante/día) = 54.42 Visitantes/día 54.42 visitantes/día * 313 días al año =17,033.46 visitantes/año 2.4.4. Calculo de capacidad de carga efectiva (CCE) La Capacidad de carga efectiva (CCE) es la siguiente: Visitantes diarios y anual modificado utilizando el factor de coeficiente de agostadero1 por tipo de vegetación2 (COTECOCA). CCE = CCR * CM Donde: CCR = Capacidad de Carga Real (Sendero: 552 visitas/día) CM = Capacidad de Manejo (71,7 %) Entonces: CCE = 552 visitas/día * 71.7 % CCE = 395.78 visitas/día RESULTADOS Y DISCUSIONES Resultados de la determinación de la capacidad de carga turística El resultado del trabajo identifico al proyecto con una capacidad de manejo aceptable y propicio para ejecutarse el proyecto, de la misma forma se calcularon diferentes factores de corrección, como fue la pendiente que en algunas zonas del sendero tiene un 20%, así como áreas sin cobertura arbórea y que en alguna época de mucho sol dificulta el recorrido, además de áreas donde existen problemas de inundación ó anegamiento, La utilización de este factor es para tener un numero de visitas/día mas conservador utilizó el factor de corrección y otros estudios realizados para disminuir el deterioro de los recursos naturales al máximo dentro del sendero interpretativo tomando como base el resultado obtenido con la metodología para determinar la capacidad de carga turística (CCT) Cifuentes 1992. Para lo anterior se utiliza el factor del coeficiente de agostadero por tipo de vegetación2 y es de 2.01 (Hectáreas/Unidad animal). Por lo que al realizar la conversión de personas que pueden estar dentro de algunas áreas bajo manejo 11.7351 ha mismas que se encuentren dentro del transcurso del sendero resultando una capacidad de carga de 37.972 visitantes/día. Por lo consiguiente realizando la operación obtenemos el resultado de la capacidad de carga efectiva con su modificación es de: 54.42 visitantes+37.972/2= 46.196 visitantes/día CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 524 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES 46.196 visitantes/día x 313 días (tomando en cuenta los días de cierres temporales)= 14,459.348visitantes/año. Visitantes anuales tomando en cuenta el factor de tasa de recuperación del ecosistema herbáceo principalmente 46.196 visitantes/día x 253 días (tomando en cuenta la tasa de recuperación3)= 11,687.588 visitantes/año. Rodriguez, V.; Romero, J.C.; Tejada, J. 1990. Capacidad de carga turística de la Reserva Biológica Carara. Informe de Consulta, -Servicio de Parques Nacionales / CATIE. Turrialba, Costa Rica. Comisión Técnico Consultiva de Coeficientes de Agostadero (COTECOCA), SAGARPA, con base en: COTECOCA, SARH, Memorias de Coeficientes de Agostadero, años 1972-1986, México. CONCLUSIONES De El sendero interpretativo del centro ecoturístico Rancho Dos Ríos, Hueyapan, Puebla, es viable toda vez que el número de 11,687.58 visitantes/año. Siendo el limite máximo que puede soportar el centro ecoturístico en general, y a estos brindarle un servicio de calidad y atención, al mismo tiempo sin sobreexplotar el sitio, aceptando solamente esa cantidad de visitantes, no importando que exista demanda en temporadas pico como lo son la época de vacaciones escolares y la determinación de carga turística que contempla diferentes parámetros tanto sociales como ecológicos se toma como limitante para todo el centro ecoturístico. Aunado a esto se demuestra por la metodología empleada que no se afectara o se degradara a tal grado que se deteriore por completo los recursos y sin posibilidad de recuperarse en un plazo de 60 días mínimo. La realización de la proyección financiera general para este proyecto de ejecución del sendero interpretativo y se determino que es rentable al tener una Relación Beneficio-Costo de 1.18, con una Tasa interna de retorno (TIR) del 30.65 % que es mayor a la tasa de interés, y con una valor actual neto (VAN) de 302,872, teniendo una inversión inicial de 299,160.00 pesos y obteniendo ganancias partir del tercer año. BIBLIOGRAFIA Capacidad de carga turística de las áreas de uso público del Monumento Nacional Guayabo, Costa Rica / Miguel Cifuentes Arias [et al.].Turrrialba, CC.R.: WWF:CATIE, 1999. 75 p. ; 22 cm. ISBN 9968-825-03-4 Cayot, L.; Cifuentes, M; Amador, E.; Cruz, E.; Cruz, F. 1996. Determinación de la capacidad de carga turística en los sitios de visita del Parque Nacional Galápagos. Servicio Parque Nacional Galápagos e Instituto Ecuatoriano Forestal y de Áreas Naturales y Vida Silvestre. Puerto Ayora, Galápagos, Ecuador. Ceballos-Lascuráin, H. 1996. Tourism, ecotourism and protected areas. IV Congreso Mundial sobre Parques Nacionales y Áreas Protegidas. IUCN. Cifuentes, M.; Alpizar, F.; Barroso, F.; Courrau, J.; Falck, L.; Jimenez, R.; Ortiz, P.; H.H. de. 1993. Elaboración de un procedimiento para medir la efectividad de manejo de áreas silvestres protegidas y su aplicación en dos áreas protegidas de Costa Rica. Tesis Magister Scientiae. CATIE. David Pimentel Cornell University News Service, 840 Hanshaw Road, Ithaca, NY 14850 Phone: 607-255-4206; FAX: 607-257-6397 [email protected] 2004 Evaluación De La Capacidad De Carga Como Una Alternativa De Desarrollo Sustentable En Un Sendero Ecoturistico Del Santuario Cerro Pelón, De La Reserv a Especial De La Biosfera "Mariposa Monarca" México 1998 José López García, & Lilia de Lourdes Manzo Delgado. Versión preliminar Ecotourism enviroment Weaver, David Bruces, Milton; John Wiley & Sons c. 2001 XIII 386. page. 65 Ecotourism: Principles, practices & Policies for sustainability Megan Epler, Wood 2002 United Nations Enviroment, Programe Division of Techonolgy Industry and economics 2002, 59 pp 9 Instituto Nacional de Ecología 1996 Anteproyecto de Norma oficial Mexicana “Restauración de suelos contaminados: metodología para la determinación de criterios de limpieza en a base a riesgos” Dirección General de materiales, Residuos y actividades riesgosas. Instituto Nacional de Ecología México. Guía de Normatividad Ambiental Aplicable al Ecoturismo Comunitario Segunda Edición Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). México 2003 Pág. 107 José López García, & Lilia de Lourdes Manzo Delgado. Caso De Estudio: Evaluación De La Capacidad De Carga Como Una Alternativa De Desarrollo Sustentable En Un Sendero Ecoturistico Del Santuario Cerro Pelón, De La Reserva Especial De La Biosfera "Mariposa Monarca" (México). Versión preliminar. 2002 Turismo Alternativo Una nueva forma de hacer turismo, México, D.F. 2004 Fascículo 1 Serie Turismo Alternativo Secretaría de Turismo Guía para el diseño y operación de senderos interpretativos, México, D.F. 2004 CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 Faria, ISSN: 0187-3296 525 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Fascículo 5 Serie Turismo Alternativo Secretaría de Turismo Kuss, F., Graefe, A. and Vaske, J. 1990. Visitor Impact Management. National Parks and Conservation Association. 256 p. Moore, A. 1993. Manual para la capacitación del personal de áreas protegidas. National Park Service. USA. Vol 2. Process. Rodríguez V., J.E. 1992. Determinación de Capacidad de Carga Turística para el Parque Nacional Manuel Antonio. Tesis MSc. Turrialba, Costa Rica. CATIE. 183 p. Schultz, S.; Pinazzo, J.; Cifuentes, M. 1998. Opportunities and limitations of contingent valuation surveys to determine national park entrance fees: evidence from Costa Rica. Weaver, David B, Milton; Jhon Wiley & sons 2001, xxii Environment and Development Economics 3:131-149. Síntesis geográfica digital Estado de Puebla INEGI 1999 Solano, M.A.; Tenorio, R.; Barborak, J.R.; Morales, R.; Hurtado, L. (eds.).1987. Plan de Manejo y Desarrollo del Monumento Nacional Guayabo.MINAE - CATIE. Stankey, G.H.; Cole, D.N.; Lucas, R.C.; Petersen, M.E. Frissell, S.S. 1985. The Limits of Acceptable Change (LAC) System for Wilderness Planning. Forest Service, U.S. Department of Agriculture, Odgen, UT, USA. Vasconcellos, J.M de O. 1997. Bases gerais sobre educação ambiental e interpretação ambiental. In: Curso de Manejo de Áreas Naturais Protegidas. UNILIVRE / Fundação O Boticário. Curitiba, Paraná, Brasil. p. 74-90. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 526 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES BIOADSORCIÓN DEL ÁCIDO 2,4-DICLOROFENOXIACÉTICO (2,4-D) EN SOLUCIÓN ACUOSA UTILIZANDO BIOMASAS FÚNGICAS Diana Alvarado Hernández, Juan F. Cárdenas González, Ma. de Guadalupe Moctezuma e Ismael Acosta-Rodríguez. CIEP. Facultad de Ciencias Químicas. UASLP. Av. Dr. Manuel Nava No. 6. Zona Universitaria. C.P. 78210. Tel: 014448262440. Fax: 014448262372. E-mail: iacosta @uaslp.mx RESUMEN. En este trabajo se estudió la remoción en solución del herbicida 2,4-D, por medio de biomasas fúngicas, las cuales fueron obtenidas a partir de tres hongos aislados (Fusarium sp, Penicillium sp y Aspergillus níger) de muestras de tierra recolectadas en el municipio de Cerritos, S.L.P. Los tres hongos crecieron a diferentes concentraciones del herbicida utilizadas, tanto en medios líquidos como sólidos. Por otra parte, la biomasa fúngica más eficiente en la remoción del 2,4-D fue la de Penicillium sp, pues lo elimina al 100% a las 2 horas de incubación, seguida de la de A. níger y Fusarium sp con 81.35% y 73.58%, pero a las 24 h de incubación, con un pH óptimo de remoción para las tres biomasas analizadas de 5.0 +/- 0.2 a 28oC. Con respecto a la temperatura de remoción, la biomasa más eficiente fue la de Penicillium sp, pues lo remueve al 100% con 1 hora de incubación, tanto a 37oC como a 50oC, mientras que la biomasa de Fusarium sp, también lo remueve al 100%, pero a 37oC a las 3 horas y a 50oC hasta las 24 horas de incubación. Por otro lado, el A. níger, fue el menos eficiente en la remoción, pues a 37oC lo remueve en un 74.28% y a 50oC en un 56.8%, ambas temperaturas a las 24 horas de incubación. Palabras clave: Río Bravo, Índice de calidad del agua. procesos para eliminar y degradar el 2,4-D en agua, entre estos destacan la oxidación química, electroquímica y fotocatalítica, degradación biológica, adsorción sobre carbón activado granular (Aksu y Kabasakal, 2004; Ayranci y Hoda, 2004), telas de carbón activado TCA (Díaz-Flores, 2005), residuos de fertilizantes e industria del acero (Gupta et al., 2006), zeolitas (Akcay et al., 2005), radiaciones ionizantes (Zona et al., 2002), algunas bacterias (Hirooka et al., 2006; Nagase et al., 2006) y hongos como Coprinus cinereus (Pezzotti et al., 2004), Cunninghamella elegans, C. echinnlata, Rhizoctonia solani y Verticillium lecanni (Vroumsia et al., 1999), Aspergillus penicilloides y Mortierella isabellina (Vroumsia et al., 2005) y la levadura Saccharomyces cerevisiae (Viegas et al., 2005), con resultados satisfactorios, aunque ninguno de estos hongos reportados presentan resistencia al insecticida. Se sabe que en campos del municipio de Cerritos (uno de los principales productores de maíz), San Luis Potosí, el 2,4-D ha sido utilizado por largo tiempo para el control de la maleza en cultivos de maíz, lo que ocasiona que algunos de los organismos autóctonos desarrollen tolerancia al mismo como un mecanismo de defensa y selección, por lo que el objetivo de este trabajo fue analizar la remoción del 2,4-D en solución acuosa por medio de biomasas fúngicas. INTRODUCCION En el estado de San Luís Potosí la actividad agropecuaria tiene una gran importancia tanto económica como social, ya que el 50% o más de su población vive y depende del campo (www.sedarh.gob.mx). Esta actividad se encuentra completamente relacionada con la utilización de plaguicidas, lo que representó en su tiempo la solución a grandes problemas de contaminación de los campos agrícolas por diferentes plagas. Sin embargo, el uso indiscriminado de todo tipo de plaguicidas ha llevado a importantes problemas de contaminación del ambiente (fuentes de agua, suelos, aire), además de generar mecanismos de resistencia en las plagas. Entre los plaguicidas más usados se encuentra el Ácido 2,4-diclorofenoxiacético, (2,4-D), un herbicida usado para controlar la maleza de hoja ancha en cultivos de maíz, trigo, arroz, sorgo y cebada, es soluble en agua y no se descompone rápidamente, por lo que es considerado un contaminante de gran importancia presente en el agua, causando en el humano efectos a la salud muy diversos. Se han utilizado diferentes METODOLOGIA Biomasas celulares Se utilizó la biomasa celular de 3 hongos resistentes al 2,4-D: Aspergillus níger, Penicillium sp y Fusarium sp aislados de las zonas: Los Carrizales, Las Ruices y San Francisco, del Municipio de Cerritos, S.L.P. Determinación del crecimiento como Peso Seco Se sembraron 1 x 106 esporas/mL en matraces Erlenmeyer de 125 mL conteniendo 50 mL de medio caldo de Dextrosa Sabouraud y diferentes concentraciones de 2,4-D (en un rango de 0-2000 ppm), incubando a 28oC a 100 rpm durante 7 días. Posteriormente, se cosechó el micelio por filtración en un papel filtro Whatman No. 2, previamente tarado, y el paquete celular se secó a 80oC, durante 12 h, y se volvió a pesar, determinando por diferencia el peso seco de la muestra, y se comparo el crecimiento con un control CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 527 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES crecido en las mismas condiciones sin la adición del herbicida. los estudios de Shailubhai y cols., (1983) con el hongo Aspergillus níger. Obtención de la biomasa celular Determinación de la capacidad de remoción del 2,4D El crecimiento de los hongos se llevó a cabo inoculando 1X106 esporas/mL en caldo de dextrosa (20 g/L) a 28ºC con agitación constante durante 7 días. Posterior a la incubación, la biomasa celular se obtuvo por filtración en papel Whatman No. 2. Posteriormente se lavó 3 veces con agua tridesionizada, se secó (80º, 12h) en estufa bacteriológica, se molió en mortero y se guardó en frascos de vidrio ámbar a temperatura ambiente hasta su utilización. Determinación de la concentración del 2,4-D Se prepararon por duplicado, soluciones a concentraciones de 200 ppm de 2,4-D, en 100 mL, a partir de una solución patrón de 1000 ppm preparada con anterioridad utilizando agua tridesionizada. Se ajustó el pH a 4.0 +/- 0.2 con NaOH 1N y/o HCl 1N y se tomaron alícuotas de 10 mL de cada solución (que se utilizaron como controles) colocándose en un tubo de centrífuga para su posterior análisis. Los 90 mL restantes se vaciaron en matraces Erlenmeyer de 200 mL conteniendo 80 mg de la biomasa fúngica a analizar, y se colocaron en un baño con agitación constante, a 28ºC. Posteriormente se tomaron alícuotas de 10 mL cada una, a diferentes tiempos (1, 2, 4, 6, 8, 16 y 24 horas), determinando la concentración del 2,4D en solución. por medio de la lectura de la absorbancia, medida con un espectrofotómetro UVVisible, a una longitud de onda de 284 nm. La concentración se determinó sustituyendo su absorbancia en una curva de calibración. RESULTADOS Y DISCUSION Determinación del Crecimiento como Peso Seco Se utilizaron diferentes concentraciones de 2,4-D: 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800 y 2000 ppm, encontrando el mayor grado de resistencia con Aspergillus niger y Penicillium sp que presentaron desarrollo hasta una concentración de 1800 ppm, seguidos de Fusarium sp cuyo máximo crecimiento fue únicamente hasta 1000 ppm (Figura No. 1). En relación al crecimiento de los hongos en medio líquido, cuya resistencia se evaluó como peso seco, se obtuvieron resultados un poco diferentes. Para Aspergillus niger y Penicillium sp, el crecimiento máximo se obtuvo a 1800 ppm, mientras que el Fusarium sp, inhibió su crecimiento a partir de 1200 ppm. Se sugiere que los hongos al crecer a concentraciones de hasta 1800 ppm, están utilizando al 2,4-D como fuente de carbono, lo cual es similar a lo reportado por Vroumsia y cols., (2005). Por otro lado, a concentraciones de 1200 ppm para Fusarium y 1800 ppm para Aspergillus niger y Penicillium sp el 2,4-D resultó tóxico, por lo que no se observó desarrollo de las colonias, lo cual coincide con Se evaluó la remoción del 2,4-D bajo diferentes condiciones, determinando las concentraciones del mismo en solución acuosa al estar en contacto con la biomasa fúngica estéril, tomando alícuotas a diferentes tiempos, filtrando y centrifugando con el fin de eliminar los residuos de biomasa que pudieran haber quedado en la solución, encontrando que el pH y temperatura más eficientes en la remoción del insecticida es de 5.0 +/0.2, y 50oC para las tres biomasas estudiadas (Figuras No. 1,2 y 3). La remoción de 2,4-D en solución acuosa, se realizó utilizando biomasas fúngicas, y aunque los trabajos sobre la remoción del 2,4-D son muy numerosos en la literatura, son pocos los relacionados con hongos, aún cuando la población microbiológica en la tierra es mayoritariamente fúngica (Garabrant y Philbert, 2002; Vroumsia et al, 2005), los resultados obtenidos indican que, aunque los tiempos de remoción variaron en cada uno de los tres hongos, la remoción se llevo a cabo casi en un 100%, lo cual coincide con los reportes de la literatura, en los cuales se utilizan biomasas fúngicas (Juhasz et al., 2002; Shailubhai et al., 1983; Vroumsia et al., 1999). Por otra parte, En estudios realizados para la adsorción del DDT (Juhasz et al.,, 2002), se menciona una fuerte influencia del pH sobre su adsorción, y que este factor puede relacionarse con un intercambio iónico en el que grupos carboxilo (asociados con la composición química de la pared celular del hongo) pudieran estar involucrados. Probablemente en el caso del 2,4-D está sucediendo algo parecido, ya que la mejor bioadsorción del mismo, fue a un pH de 5,0 +/- 0,2. La temperatura óptima para la remoción del 2,4-D, fue de 37°C para Aspergillus níger y Penicillium sp, mientras que para Fusarium sp fue de 50°C, lo que no concuerda del todo con lo que se menciona en la literatura, pues se ha reportado que al aumentar la temperatura disminuye considerablemente la adsorción (Castellan, 1998; Müller y Hoffmann, 2006). Sin embargo, la naturaleza del adsorbato también es un factor importante, pues se ha reportado que a bajas temperaturas, puede aumentar la longevidad del 2,4-D, con lo que podría explicarse que a 50oC el 2,4-D sea adsorbido más eficientemente que a 37ºC (Yadav y Reddy, 1993). CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 528 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES 80 0.3 70 R em oc ión (% ) P e s o s e c o (g ) 0.25 0.2 0.15 60 50 40 30 20 0.1 10 0 0.05 0 5 10 15 20 25 30 Tiempo de incubación (horas) 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 a Concentraciòn de Ácido 2,4-Diclorofenoxiacético A. niger Fusarium sp. Penicillium sp. 60 Rem oción (% ) 50 Figura No. 1.- Crecimiento en peso seco de los diferentes hongos aislados a diferentes concentraciones de 2,4-D. 40 30 20 120 10 R e m o ció n (% ) 100 0 80 0 5 60 10 15 20 25 Tiempo de incubación (horas) 30 b 40 20 0 0 5 10 15 20 Tiempo de incubación (horas) 25 30 Figura 2. Remoción de ácido 2,4-Diclorofenoxiacético en solución acuosa por Aspergillus niger a diferentes temperaturas, pH= 5.0 +/- 0.2. a.- 37oC b.- 50oC a 100 120 80 100 60 R e m o c ió n (% ) R e m o c ió n (% ) 120 80 40 60 20 40 0 0 5 10 15 20 25 20 30 Tiempo de incubación (horas) 0 b Figura No. 1. Remoción de Ácido 2,4Diclorofenoxiacético en solución acuosa por Penicillium sp. a diferentes temperaturas, pH= 5.+/- 0.2 a.- 37oC b.- 50oC 0 5 10 15 20 25 30 Tiempo de incubación (horas) a CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 529 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES 120 R e m o ció n (% ) 100 80 60 40 20 0 0 5 10 15 20 25 30 Tiempo de incubación (horas) b Figura 3 Remoción de Ácido 2,4-Diclorofenoxiacético en solución acuosa por Fusarium sp. a diferentes temperaturas. pH= 5.0 +/- 0.2. a.- 37oC b.- 50oC CONCLUSIONES Las biomasas celulares utilizadas en este trabajo para la remoción en solución del 2,4-D son muy eficientes, pues son capaces de eliminarlos a las 4 h de incubación, a pH= 5.0 +/- 0.2 a 37oC y 50oC, a las 4 h de incubación y una concentración inicial del 2,4-D de 200 ppm a 100 rpm. AGRADECIMIENTOS Convenio C06-FAI-03-7.10 de la UASLP BIBLIOGRAFIA Assadian, Akcay, G., Akcay, M. y Yurdakoc, K., 2005. Removal of 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid from aqueous solutions by partially characterized organophilic sepiolite: thermodynamic and kinetic calculations. Journal of Colloid and Interface Science, 281: 27-32. Aksu, Z. y Kabasakal, E. 2004. Batch adsorption of 2,4-dichlorophenoxy-acetic acid (2,4-D) from aqueous solution by granular activated carbon. Separation and Purification Technology, 35: 223-240. Ayranci, E. y Hoda, N., 2004. Studies on removal of metribuzin, bromacil, 2,4D and atrazine from water by adsorption on high area carbon cloth. Journal of Hazardous Material, 112: 168-198. Castellan G. W., 1998. FISICOQUÍMICA. 2ª. Ed. PEARSON. pp 452-454. Díaz Flores, P. R. 2005. Adsorción del ácido 2,4 diclorofenoxiacetico en solución acuosa sobre tela de carbón activado. Tesis de Maestría en Ingeniería Química. Facultad de Ciencias Químicas. UASLP. San 4uís Potosí. México. Garabrant, D. and Philbert, M., 2002. Review of 2,4-dicholophenoxyacetic acid (2,4-D). Epidemiology and Toxicology, 32: 233-257. Gupta, V., Suhas, I. and Saini, V., 2006. Adsorption of 2,4-D and carbofuran pesticides using fertilizer and steel industry waster. En Prensa. Hirooka, T., Nagase, H., Hirata, K. and Miyamoto, K., 2006. Degradation of 2,4Dichorophenoxyacetic acid by a mixed culture of photoautotrophic microorganisms. Biochemical Engineering Journal. 29: 157-162. Juhasz A.L, Smith E., Smith J. and Naidu R., 2002. Biosorption of organochlorine pesticides using fungal biomass. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 29:163-169. Müller R. H. and Hoffmann D., 2006. Uptake kinetics of 2,4-Dichlorophenoxyacetate by Delftia acidovorans MC1 and derivative strains: complex characteristics in response to pH and Growth substrates. Bioscience Biotechnology Biochemistry, 70: 16421654. Nagase H., Pattanasupong A., Sugimoto E., Tani K., Nasu M., Hirata K., Miyamoto K., 2006. Effect of Environmental factors on performance of immobilized consortium system for degradation of carbendazim and 2,4-dichlorophenoxyacetic acid in continuous culture. Biochemical Engineering Journal, 29: 163-168. Pezzotti, F., Okrasa, K. and Therisod, M., 2004. Oxidation of chlorophenols catalyzed by Coprinus cinereus peroxidase with in Situ production of Hydrogen peroxide. Biotechnology Progress, 20: 18681871. Shailubhai, K., Sahasrabudhe, S.R., Vora, K. A., Modi, V. V., 1983. Degradation of chlorinated derivatives of phenoxyacetic acid by Aspergillus niger. FEMS Microbiology, 18: 279-282. Viegas, C., Cabral, M.G., Texeira, M., Neumman, G. Heipieper, H.J. and Sá-Correia, I. 2005. Yeast adaptation to 2,4-D involves increased membrane fatty acid saturation degree and decreased OLE1 transcription. Biochemical and Biophysical Reseach Communications. 330: 271-278. Vroumsia T., Steiman R., Seigle-Murandi F., Benoit-Guyod J.L., 1999. Effects of culture parameters on the degradation of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP) by selected fungi. Chemosphere, 39: 1397-1405. Vroumsia T., Steiman R., Seigle-Murandi F., Benoit-Guyod J.L., 2005. Fungal Bioconversion of 2,4dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and 2,4dichlorophenol (2,4-DCP. Chemosphere, 60: 14711480. www.sedarh.gob.mx YADAV J.S. and REDDY C.C., 1993. Mineralization of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4D) and Mixtures of 2,4-D and 2,4,5 trichlorophenoxyacetic acid by Phanerochaete chrysosporium. Applied and Environmental Microbiology, 59: 2904-2908. Zona, R., Solar, S., and Gehringer, P., 2002. Degradation of 2,4-Dichorophenoxyacetic acid by ionizing radiation: influence of oxygen concentration. Water Research, 36: 1369-1374 CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 530 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES EXPLORACIÓN HÍDRICA SUBTERRÁNEA EN MEDIOS FRACTURADOS EN UNA ZONA ARIDA DE LA MIXTECA OAXAQUEÑA, USANDO UN MÉTODO ELECTROMAGNÉTICO. Belmonte-Jiménez, J.S.I. (1); Campos-Enríquez, J.O. (2) y Ladrón de Guevara-Torres, M.A. (1) . [email protected], (1) Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional (CIIDIR-OAXACAIPN). Hornos 1003, Xoxocotlán, Oaxaca. C.P. 71230, Oaxaca. (2) Instituto de Geofísica-Dpto. de geomagnetismoUNAM. RESUMEN Con el objetivo de evaluar las características hídricas subterráneas, se realizó un estudio de geofísica en la población de Santa Catarina Estancia, municipio de Santiago Ayuquililla, Oax., comunidad marginada y ubicada en la región Mixteca, límites entre Puebla y Oaxaca. Esta zona pertenece a la Mixteca Oaxaqueña caracterizada entre otros rasgos por la escasez de agua, siendo una zona árida con precipitaciones menores a los 400 mm anuales. Desde el punto de vista geológico afloran rocas metamórficas del Complejo Oaxaqueño constituidos por gneis granítico con cierto grado de fracturamiento en las zonas de barrancas asociados con pequeñas fallas que han dado origen al fracturamiento. Sólo existe una pequeña capa de material aluvial constituido por una mezcla heterogénea de arenas, gravas y arcillas de espesor menor a 4 m. Por lo anterior se utilizó el método electromagnético VLF cuyas siglas significan Very Low Frequency, que usa antenas militares transmisoras en un rango de 15 a 30 kHz. Los resultados indican que existen tres zonas con contrastes en conductividad que se infiere están relacionadas con rocas fracturadas saturadas de agua. Palabras clave: Caracterización, electromagnético (VLF). geofísica, INTRODUCCION Tradicionalmente en estudios de exploración de aguas subterráneas se han empleado diversos métodos geofísicos, siendo el de resistividad de corriente directa el que ha tenido mayor auge a nivel mundial, sin embargo es adecuado en medios granulares cuyo basamento tiene un fuerte contraste en la resistividad en las fronteras del medio. En zonas fracturadas este método tiene limitaciones por lo que existen otras alternativas como el (VLF) Very Low Frequency, el cual es una técnica electromagnética de exploración geofísica que responde a las variaciones de la resistividad en el subsuelo hasta profundidades de algunas decenas de metros. Esta técnica se empezó a utilizar a manera de ensayos desde 1908 (López, 1998) para distintas condiciones geológicas (Paterson and Ronka, 1971); pero fue hasta 1964 que se desarrollan los primeros equipos de VLF, los cuales trabajan en el rango de frecuencias entre 10 y 30 KHz y aprovechan como fuente de energía las señales procedentes de potentes emisoras militares. VLF se ha empleado en la exploración de agua subterránea, (Paterson & Ronka, 1971); Fitterman et al., 1986; McNeill, 1990; Ogilvy, 1991; Green et al., 1999) sin embargo en México su uso es incipiente, y es una herramienta importante para este propósito. En presencia de cuerpos conductores, las señales emitidas por la antena (campos primarios) inducen corrientes secundarias en dichos cuerpos, que a su vez generarán un campo secundario que se superpone al primario. De este modo, la medida del campo total (suma del campo primario y secundario) permite localizar cuerpos conductores en la zona de investigación. Cuando un cuerpo conductor se encuentra inmerso en un campo electromagnético, se inducirá en él una corriente eléctrica que generará a su vez, un campo magnético secundario. Para cada punto del espacio éste estará orientado en una determinada dirección y tendrá un determinado desfase con respecto al campo primario. Debido a que ambas componentes del campo magnético difieren tanto en fase como en dirección, el campo magnético resultante cambia continuamente de dirección, realizando una revolución completa para cada ciclo. La resultante de dichos vectores (Hp y Hs) genera una elipse cuyo extremo estará alargado en la dirección del campo primario, y se dice que el campo está elípticamente polarizado. Los principales parámetros medidos en VLF son la inclinación del eje mayor de dicha elipse de polarización (α) y la elipticidad (ε), es decir, la relación entre su eje mayor y menor. Matemáticamente se ha demostrado que α es aproximadamente igual a la parte en fase CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 531 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES (componente real) de la componente vertical del campo magnético, mientras que la elipticidad es aproximadamente igual a la parte imaginaria (componente en cuadratura) de la componente vertical. Ambos parámetros suele medirse en porcentaje del campo primario horizontal. La componente real (%) = 100 α (α en radianes) Componente imaginaria (%) = 100 ε METODOLOGIA Se usó un equipo electromagnético VLF marca Scintrex y frecuencia de 21.4 KHz estación ubicada en Puerto Rico que fue usada como transmisor, que fue la que proporcionó máxima sensibilidad ya que su azimut coincidió aproximadamente con la dirección del rumbo de las estructuras geológicas. Las mediciones VLF se hicieron en perfiles perpendiculares a las fracturas que afloraban en el sitio, se realizaron seis perfiles separados de manera asimétrica, pero en todos los casos las estaciones fueron cada 5 m para tener información confiable sobre las características del medio fracturado. Cinco perfiles fueron en dirección NW-SE y uno NE-SW. En cada estación se midió la parte real (en fase) e imaginaria (cuadratura) de las componentes del campo magnético vertical. La interpretación de los datos, en particular de los valores en fase fueron procesados usando las técnica del filtrado propio de éste método, a saber el filtro de Fraser (Fraser, 1961) y el de Karous and Hjelt (Karous y Hjelt, 1983). Este último filtro permite obtener mapas con la distribución espacial de la densidad de corriente en profundidad (pseudosecciones). Estos mapas representan secciones en 2D del modelo del subsuelo, y proporciona información útil de la profundidad de las zonas conductoras y resistivas, infiriendo aquellas que se pueden correlacionar con la presencia de fracturas saturadas de agua. zona noroeste. Se identificaron cuatro sitios donde la densidad de corriente correlacionable con fracturas saturadas proporcionó valores altos, y la verificación en campo corroboró lo anterior. Se han sugerido de manera priorizada la perforación de un pozo en estos puntos a una profundidad de 30 m para abastecer a esta comunidad que como otras carecen del vital líquido y requieren de estudios antes hacer obras costosas y muchas veces innecesarias cuando las condiciones geológicas son adversas para el almacenamiento de agua subterránea. Los valores altos se asocian con zonas conductoras en el subsuelo, y si partimos que el agua subterránea se encuentra en fracturas, estos son las zonas de interés. Cabe mencionar que en esta comunidad se realizó una perforación a 60 m de profundidad en una zona alta, sobre un arroyo, sin embargo nunca se hizo un estudio de geofísica y geología para seleccionar el sitio. Esto trajo como consecuencia altos costos que no beneficiaron en nada a una comunidad con altos índices de marginación. En la Figura 2 y 3 se muestran las secciones de dos perfiles realizados en medios fracturados, observándose zonas en color rojo las que se infieren se asocian con medios fracturados y con posibilidades de almacenar agua subterránea. Figura 2.- Perfil obtenido con el método VLF (Very low Frecuency), sobre “Calle 5 de Febrero”, Santa Catarina Estancia, Ayuquililla, Oax. Figura 1. Ubicación geográfica de la zona de estudio. RESULTADOS Y DISCUSION El análisis de los lineamientos en las pseudosecciones permite inferir que las mayores variaciones de la conductividad se localizan en la CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 532 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Fitterman D.V. & Stewart M.T. (1986) Transient Electromagnetic sounding for groundwater. Geophysics, 51, 995-1005. Karous, M., Hjelt, S.E. (1983) Linear filtering of VLF dip-angle measurement. Geophys. Prosp., vol. 31, 782-794. Figura 3.- Perfil obtenido con el método VLF (Very low Frecuency), sobre “Arroyo”, Santa Catarina Estancia, Ayuquililla, Oax.. AGRADECIMIENTOS Agradecemos a la comunidad de Santa Catarina Estancia perteneciente al municipio de Santiago Ayuquililla por el apoyo otorgado en la realización del trabajo. BIBLIOGRAFIA Fraser D.C. (1969) Contouring of VLF-EM data. Geophysics, vol. 34 (6), 69-78. López-Sánchez, M.1998. Medidas y estimaciones de la resistividad en VLF, en jornadas sobre la aplicación de los métodos electromagnéticos en la investigación minera. Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Minera de Belmez (Códoba, España). McNeill J.D., 1990. Use of electromagnetic methods for groundwater studies. In S.H.Ward (Ed.): Geotechnical and Environmental Geophysics. Vol. 1: Review and Tutorial. SEG, Tulsa. Ogilvy, R.D., Lee, A.C. (1991) interpretation of VLF-EM in-phase data using current density pseudosections. Geophys. Prosp., vol. 39, 567-580. Paterson, N.R., Ronka, V. (1971) Five years of surveying the Very Low FrequencyElectromagnetic method. Geoexpl., vol. 9 (1), 7-26. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 533 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES OPTIMIZACION DEL PROCESO DE ELIMINACIÓN DE MANGANESO EN AGUAS CONTAMINADAS MEDIANTE LA FORMACIÓN DE FERRITAS MAGNÉTICAS. García Barrera Graciela.a, Prieto García Francisco.b Universidad Autónoma de Querétaro, Centro Universitario, Cerro de las Campanas s/n, cp 76010, tel. 01 4421921200 ext. 5544, e-mail [email protected]. b Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Centro de Investigaciones Químicas. Carretera Pachuca-Tulancingo km 4.5. Ciudad Universitaria. e-mail [email protected]. a RESUMEN. En la ciudad de Querétaro existe un problema grave debido a la sobreexplotación que se ha tenido de los mantos acuíferos provocada por el gran crecimiento que ha tenido la ciudad en los últimos 20 años, lo que además tiene consecuencias en el uso y desecho de gran cantidad de productos químicos que han afectado las condiciones naturales del ecosistema, reflejándose en la calidad del agua en donde hemos encontrado la presencia de sustancias no biodegradables y metales pesados que por su carácter tóxico representan un grave problema para los seres vivos. Uno de los procedimientos para la depuración de aguas contaminadas con metales pesados, de manera que su concentración disminuya a niveles permitidos, es la formación de ferritas magnéticas. Las ferritas son el resultado de un proceso de precipitacióncoprecipitación controlado que involucra la combinación de óxido férrico con otros óxidos metálicos; su formación requiere la oxidación parcial del hierro y la precipitación selectiva de los iones metálicos presentes en la disolución, quedando los metales incorporados a la estructura cristalina de la ferrita magnética formada. El proceso de formación de ferritas in situ para la eliminación de metales pesados en sistemas acuosos, conocido como vía hidroquímica, es aplicable a una amplia gama de iones metálicos e incluso a mezclas de iones en disolucion. El objetivo de este trabajo fue el de optimizar el proceso de formación de ferritas de manganeso para obtener ferritas magnéticas de alta estabilidad. La optimización de las ferritas de manganeso se realizó evaluando la incidencia y contribución de las variables del proceso, tales como: la concentración del metal en la solución, la relación [Fe+2]/[metal], la temperatura, la velocidad de agitación, entre otras, utilizando un diseño de parámetros de Taguchi. Para la obtención de la eficiencia de remoción del manganeso presente en el agua se determinó por Espectroscopía de Absorción Atómica (EAA). Se obtuvieron eficiencias de remoción de 99.9%. Para conocer las propiedades magnéticas y la estabilidad de los sólidos de las ferritas se hicieron las evaluaciones de la permeabilidad magnética con lo cual podemos asegurar que los sólidos de las ferritas pueden ser reaprovechados. Los resultados nos demuestran claramente que las variables que se manejaron en el proceso son las adecuadas para obtener la más alta eficiencia en la descontaminación de metales pesados de las aguas contaminadas. En cuanto a la permeabilidad magnética obtuvimos una estabilidad que nos da la seguridad de que los metales que se incorporaron a la estructura cristalina de las ferritas no serán fácilmente lixiviados al medio ambiente y por lo mismo se les puede utilizar en la fabricación de cabezales de cintas magnéticas de aparatos eléctricos y cintas magnéticas de tarjetas electrónicas entre otros. Palabras Clave: Metales Pesados, Aguas Residuales, Formación de Ferritas Magnéticas. INTRODUCCIÓN El amplio uso de metales pesados y las descargas industriales arrojadas al medio ambiente sin ningún control han sido desde la antigüedad la principal causa de contaminación. Los metales emitidos y sus compuestos se acumulan y depositan en la corteza terrestre causando efectos adversos en la calidad del agua, aire, suelo y alimentos, transfiriéndose además a organismos animales, vegetales y humanos. A partir de 1980, como consecuencia de los avances científicos, el tratamiento de las aguas residuales se comenzó a centrar en la descarga al medio ambiente de productos químicos tóxicos o potencialmente tóxicos. Así apareció, entre otros objetivos prioritarios, la eliminación de los compuestos orgánicos refractarios y de los metales pesados. (Metcalf & Hedí. 1995). Es importante destacar que la movilidad de los metales pesados está en función del grado de disolución y disociación en que se encuentren, aumentando su toxicidad cuanto más ligados se encuentren a la materia orgánica disuelta. Su inmovilidad será pues, función del grado de asociación a los sedimentos. Ciertos metales como el Cadmio, Cromo, Mercurio, Plomo y Arsénico, son considerados muy peligrosos por su carácter acumulativo y tóxico incluso a niveles muy bajos. Otros sin embargo, como el Cobre, Zinc o Manganeso, que son también considerados como potencialmente tóxicos, resultan esenciales para diferentes tipos de plantas y animales, incluso para el hombre. Esto se debe a que participan en los sistemas biológicos en el transporte de mensajes como en el encadenamiento de proteínas, formación de estructuras, o como catalizadores en procesos enzimáticos. (Albergoni, V and Piccini, E. y col. 1983). Los metales pesados, pueden eliminarse mediante algún tratamiento físicoquímico como la coagulación química, la floculación, la sedimentación o la filtración. Los procesos más recientes se basan en los principios de adsorción y coprecipitación (Farley, K. J. 1985. Gautier, J. L. 2004. Hencl, V. 1991). En otros artículos se estudian los CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 534 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES efectos e interacciones metal-ligando de los métodos adsortivos (Benjamin, M. M. 1992. Davis, J. A. 1978. Domingo, C. 1991). En los últimos años se resaltan los estudios de las estructuras de las espinelas formadas en la optimización de este proceso para la obtención de ferritas de partículas muy finas, así como otros trabajos de formación y caracterización de ferritas de Mn, Zn y Ba (Borisova, N. M. 1992. Domingo, C. 1991). Más recientemente están los trabajos relacionados con las ferritas obtenidas por reacción en estado sólido, llamadas ferritas cerámicas y también los trabajos de formación de ferritas cuaternarias de Zn y Mn en medios acuosos, otros son los de eliminación de iones Co+2 por formación de ferritas (Cheong, J. H. 1996 Kanzaki, T. 1996). Los más actuales son los trabajos de obtención de ferritas, manganitas y cobaltitas por la vía mecanosíntesis (Monge, M. A. 2002 Padella, F 2005). Las manganitas dopadas con calcio (Sánchez, F 2005) y con metales de transición y elementos de las tierras raras son investigadas por su comportamiento de magnetorresistencia presente en la transición entre los estados metálicos y dieléctrico acompañados de un ordenamiento magnético ( Wang, M. L.1992). La depuración mediante procesos de precipitacióncoprecipitación, constituye un importante objetivo de estudio para disminuir las concentraciones de los metales pesados en la disolución a los niveles permitidos por las normas para el uso del agua antes de ser utilizada y al mismo tiempo, lograr que se obtengan sólidos residuales de elevada estabilidad y con determinadas propiedades que les confieran algún uso o posibilidad de aprovechamiento económico que redundaría como un beneficio práctico para minimizar los costos. Objetivo. El principal objetivo de este Proyecto es la eliminación del manganeso de aguas contaminadas mediante el proceso de formación de ferritas bajo condiciones y parámetros óptimos. grados de libertad como el sistema, con el mínimo número de experimentos. Tabla I. Diseño experimental de factores y niveles para la optimización de la depuración de manganeso. Factores Concentración del Men+ (mg/L) (A) Tiempo min. 500 2000 30 60 (B) Niveles 1 2 Velocidad de agitación rpm (C) Temperatura o C 260 530 40 60 D) RELACIÓN [Fe+2]/[Men+] (E) Flujo de Aire L/min F) 20 50 10 15 Para este caso el número de grados de libertad viene dado por: g.l. = 6 Factores * (2 Niveles -1) = 6 Lo que corresponde a un diseño L8(26), que implica la realización de 8 experimentos, que por duplicado, resultan un total de 16 experimentos. Tabla II. TablaII. Matriz del diseño experimental L8 (26). FACTORES DE CONTROL N° EXP. 1 2 3 4 Hipótesis.La coprecipitación del manganeso con óxidos de fierro (II) es un proceso que permite la eliminación eficiente del metal de las aguas contaminadas. 5 METODOLOGÍA Para el desarrollo de este trabajo se utilizaron como muestras líquidas disoluciones de 500 y 2000 mg/L de Manganeso utilizando sales en forma de nitratos. Se determinó la concentración real de cada una de las disoluciones del cation metálico por espectroscopía de absorción atómica (EAA); se realizaron 2 réplicas de cada determinación. De esta manera, se promediaron los niveles del catión en la disolución En todos los casos se utilizó agua destilada. Las pesadas de los reactivos sólidos se realizaron en balanza digital con precisión de ± 0,0002 g. El diseño experimental que se empleó sigue la metodología de parámetros de Taguchi. La elección del arreglo ortogonal para el proceso de purificación, una vez definidos 6 factores y 2 niveles para cada uno (Tabla I) se basa en escoger aquel que posea tantos 7 6 8 A B C D E F 1 (500) 1 (500) 1 (500) 1 (500) 2 (2000) 2 (2000) 2 (2000) 2 (2000) 1 (30) 1 (30) 2 (60) 2 (60) 1 (30) 1 (30) 2 (60) 2 (60) 1 (260) 1 (260) 2 (530) 2 (530) 2 (530) 2 (530) 1 (260) 1 (260) 1 (40) 2 (60) 1 (40) 2 (60) 1 (40) 2 (60) 1 (40) 2 (60) 1 (10) 2 (15) 1 (10) 2 (15) 2 (15) 1 (10) 2 (15) 1 (10) 1 (20) 2 (50) 2 (50) 1 (20) 1 (20) 2 (50) 2 (50) 1 (20) A: Concentración de iones metálicos en mg/L; B: Tiempo del proceso en min; C: Velocidad de agitación en rpm; D: Temperatura en ºC; E: Relación [Fe+2]/[Men+] y F: Flujo de aire en L/min. En el reactor (Figura 2), se adicionó 1 litro de la disolución de muestra sintética conteniendo al catión en estudio y a las concentraciones indicadas anteriormente. Se añadieron los gramos de Sulfato Ferroso [Fe(SO4)2.7H2O] que correspondían para conseguir la relación [Fe+2]/[Me+n] = 15 ó 10, se comenzó con la agitación y el calentamiento, a las velocidades y CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 535 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES temperaturas seleccionadas. A continuación se adicionó el volumen necesario de una disolución de NaOH 6M, hasta alcanzar pH = 10 y se comenzó a pasar el flujo de aire deseado y a contar el tiempo. La medición continua del pH, permitió mediante la adición de NaOH 6M con dosificación manual al sistema, mantener el valor del pH en 10.0 ± 0.4. 1 2 3 4 5 6 7 8 0.142 0.051 0.387 0.010 0.579 0.512 0.258 0.860 99.97 99.99 99.92 99.99 99.97 99.97 99.98 99.83 En la tabla se observa que las condiciones del experimento que dieron mejores resultados se encuentran en la muestra 4, 2 y 7 que corresponden a la relación [Fe2+]/[Mn2+] = 15, lo cual resulta lógico pues la cantidad de sustancia disuelta que es adsorbida por un sólido es función, entre otras cosas, de la frecuencia de choques en la interfase, la cual a su vez depende de la concentración de especie adsorbible, así como de las especies que compiten. Para la relación de 10 la eficiencia comienza a descender a valores menores del 99.99 %. Esto está en concordancia como en el caso de las ferritas de plomo, zinc y cadmio que hicimos con anterioridad donde otra vez podemos concluir que las condiciones óptimas para alcanzar elevados porcentajes de depuración de las aguas, al menos en cuanto a la eliminación de los tres cationes en estudio se logran con la combinación de factores y niveles siguientes: • Figura 2.- Reactor para la síntesis de ferritas. Una vez que transcurrió el tiempo predeterminado, se dejó reposar para separar la fase sólida de la líquida, de la cual se tomaron alrededor de 250 ml reservadose para los análisis de control de la concentración del metal remanente, el resto de la muestra se filtró al vació. Los sólidos ferríticos se lavaron con abundante agua destilada sobre el propio papel de filtro, con el objetivo de eliminar los excesos de hidróxido de sodio (NaOH) y las sales de sulfato de sodio (Na2SO4) que se formaron como consecuencia de las reacciones que tuvieron lugar, una vez lavados, se secaron en la estufa a 1100C y se reservaron para sus posteriores evaluaciones de permeabilidad magnética. Las aguas depuradas se neutralizaron con ácido clorhídrico (HCl) hasta obtener valores de pH entre 6 y 7.5, quedando así dispuestas para ser vertidas al medio ecológico. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. Las fases líquidas obtenidas de la eliminación de iones Mn2+, se analizaron por espectrofotometría de absorción atómica para determinar las concentraciones de Mn2+ que no se incorporaron a las ferritas formadas en el proceso y evaluar la eficiencia de remoción bajo las condiciones experimentales propuestas. Tabla III. Tabla III. Concentración remanente de Mn2+ en disolución y % de remoción del Metal N˚ de Manganeso mg/L % de Remoción Muestra • • • • • Factor A: Concentración de Men+ (mg/L) = 500 Factor B: Tiempo (min) = 60 Factor C: Velocidad de agitación (rpm) = 530 Factor D: Temperatura (°C) = 60 Factor E: Relación [Fe+2]/[Men+] = 15 Factor F: Flujo de aire (L/min) = 20 Son lógicas estas condiciones toda vez que, a menor concentración del metal Mn2+ (Factor A) resulta mas alcanzable un mayor porcentaje de depuración y por tanto mayor eficiencia; de igual forma sucede con el factor tiempo (B), a mayor tiempo de síntesis o reacción resulta mas completa la coprecipitación de los metales y su oclusión en la estructura de las ferritas. La mayor velocidad de agitación (C) favorece el contacto entre las especies que compiten por precipitar-coprecipitar, ayudando a que se produzca de manera más eficaz. Por otro lado y como ya se ha explicado, la mayor relación de [Fe+2]/[Mn2+] favorece la coprecipitación (E) y el menor flujo de aire (F) favorece una oxidación parcial que no resulte tan rápida que provoque que se formen excesivas cantidades de Fe3+. Con relación a la temperatura (D) se observó que a la más alta temperatura se logra la mejor eficacia, esto puede estar en correspondencia con el hecho de que a más alta temperatura se ve favorecido el proceso sin que se alcance la temperatura del punto de Curie, manteniendo el carácter ferrimagnético que nos interesa. La tabla IV, muestra una sensible permeabilidad magnética en todos los casos, aunque mucho más baja que para una magnetita pura (96.0 kHz). Destacan en el cuadro los valores correspondientes a la serie del CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 536 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES experimento 4 y 7, con valores mayores de 80 kHz, coincidiendo con los resultados de mayor eficacia de la depuración, lo que permite corroborar que las condiciones óptimas para el proceso son las anteriormente señaladas. Tabla IV. Permeabilidad magnética, entre paréntesis se muestra la desviación estándar Muestra 1 Permeabilidad Magnética kHz 54.6 (0.75) 2 3 39.0 (0.33) 74.9 (0.41) 4 5 83.3 (0.42) 64.4 (0.29) 6 65.1 (0.36) 7 8 81.2 (0.39) 63.0 (0.47) CONCLUSIONES A partir de los datos experimentales se ha conseguido proponer la siguiente secuencia lógica de reacciones, que explican los fenómenos producidos en el proceso: • En ausencia de metales, con la alcalinización del medio y la presencia de oxígeno capaz de producir una oxidación parcial, tiene lugar la formación de la magnetita según: 3FeSO4 + 6NaOH + ½ O2 → Fe3O4 + 3Na2SO4 + 3H2O magnetita • En presencia de iones metálicos Mn2+ tiene lugar la incorporación de éstos a las estructuras cristalinas del tipo espinela que se forman, de acuerdo con: xMn+2+3FeSO4+6NaOH+½O2→MnxFe3ferrita [Fe xO4+3Na2SO4+3H2O+x[ +2 total] thenardita • Los iones Fe+2 que son desplazados de las espinelas en formación y la oxidación parcial de parte de ellos a Fe+3, con los OH- en exceso del medio, provocan la formación de más magnetita gracias a la cual aumentan las propiedades magnéticas de los sólidos ferríticos que se forman. Fe+2 + 2Fe+3 + 8OH- → Fe3O4 + 4H2O magnetita • Sin embargo debe tenerse en cuenta que por incremento de la temperatura puede ocurrir además la reacción: Fe+3 + 3OH- → α-FeOOH + H2O goethita que en exceso de aire: 2Fe+2 + ½ O2 + 4OH- → 2α-FeOOH + H2O goethita • La presencia de Goethita y Thenardita, constituyen, por tanto, impurezas derivadas del propio proceso operacional, la primera y de un defecto del lavado de los sólidos obtenidos, la segunda. • Las composiciones químicas y estequiométricas de los sólidos ferríticos que se obtienen en el proceso, son dependientes de la relación [Fe+2]/[[Mn+2]. BIBLIOGRAFIA: Albergoni, V and Piccini, E. “Trace - element speciation in surface waters”. Leppard G. G. Editor, Plenum Press. New York. 1983 p. 159 - 176. Benjamin, M. M.; Hayes, K. F.; Leckie, J. O. “Removal of toxic metals from power - generation wastwatreams by adsorption and coprecipitation”. Vol. 54. Iss. 11. 1982.p.1472 - 1481. Borisova, N. M.; Golubenko, Z. V.; Kuzmicheva, T. G.; Olkovich, L. P.; Shabatin, V. P. " Optimization principles for preparation methods and properties of fine ferrite materials". J. Mag. Mag. Mater. Vol. 114. Iss. 3. 1992. p.317 - 328. Cheong, J. H.; Lee, K.J. "Removal of Co(II) ions from aqueous solution by ferrite process". Separation Science and Technology. Vol. 31. Iss. 8. 1996. p. 1137 - 1160. Davis, J. A.; Leckie, J. O. “Effect of adsorbed complexing ligands on trace metal uptake by hydrous oxides”. Environ. Sci. Technol. Vol. 12. 1978. p. 1309 1315. Domingo, C.; Rodríguez - Clemente, R. ; Blesa, M. A. " The pathways to spinel iron - oxides by oxidation of iron (II) in basic media". Materials Research Bull. Vol. 26. Iss. 1. 1991. p. 47 - 55. Farley, K. J.; Dzombak, D. A.; Morel, F. M. “Asurface precipitation model for the sorption of cations on metal oxides”. J. Colloid Interface Sci. Vol. 106. 1985.p. 226 - 242. Gautier, J. L. “Influencia de la composición química de nuevas espinelas en electrocatálisis. Caso de cobaltitas y manganitas sustituidas”. Ciencia y Tecnología. Universidad de Santiago de Chile. 20:10, 2004.p. 14-21. Hencl, V. Detoxication of effluents containing heavy and other metals. Patent Reg. Nº 07/81462. USA. And Patent Reg. Nº PV. 00868-92. 1991.CSFR. Kanzaki, T. ; Kikuchi, K. ; Sato, M. ; Nagai, K. ; Oowada, T. ; Onozuka, H. ; Kitayama, K. "Formation of Mn bearing and Mn-Zn- bearing ferrites by oxidation of aqueous suspensions and analysis of their cation distributions". Journal of electro spectroscopy and related phenomena. Vol. 77. Iss. 3. 1996. p. 221 232. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 537 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Metcalf & Eddy. “Ingeniería de Aguas Residuales. Tratamiento, vertido y reutilización”. 3ª Edición. Edit. Mc. Graw Hill. España. 1995.p. 138-147. Monge, M. A.; Amarilla, J. M.; Gutiérrez, E.; Campa, J. A.; Rasines, I. “Atomic level study of LiMn2O4 electrode in Lithium batteries”. Chemphyschem, N° 4, Germany, 2002. p. 55-69. Padella, F.; Alvani, C.; La Berbera, A.; Nenas, G.; Liberatore, R.; Varsano, F. “Mechanosynthesis and process characterization of nanostructured manganese ferrite”. Materials Chemistry and Physics 90. 2005. p.172–177. Rubi, D.; Duhalde, S. Terzzolia, M.C., Leyva, G., Pollab, G., Levy, P.; Parisi, F., Urbano, R. “Structural and electrical characterisation of La0.5Ca0.5MnO3 thin .lms grown by pulsed laser deposition”. Physica B. 32:3, 2002. p.114-122. Sánchez, F.; Coreño, O.; Bolarìn, A. M.; Hinojosa, M. “Obtención de manganitas dopadas con calcio mediante mecanosíntesis”. Rev. Soc. Quím. México. (número especial 3) 2005. p. 49-58. Wang, M. L.; Shih, Z. W.; Lin, C. H. "Kinetics of producing barium hexaferrite in a low alkaline concentration by hydrothermal method". Crystal Growth. Vol. 116. Iss. 3 - 4. 1992. J. p. 483 - 494. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 538 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES PROPUESTA DE ORDENAMIENTO TURISTICO DE LA SIERRA DEL TIGRE EN EL ESTADO DE JALISCO Jesús Alberto Espinosa Arias1, Carlos Gómez Galindo1, Martha Letícia Rujano Silva2, Claudia Llanes Cañedo1, Octavio Nuñez Maciel2 Departamento de Desarrollo Regional1, Departamento de Ciencias Exactas, Metodologías y Tecnologías2, Centro Universitario del Sur Universidad de Guadalajara, Av. Prolongación Colón S/N, Cd. Guzmán, Jalisco Correo electrónico: [email protected] RESUMEN Se propone el ordenamiento turístico de la región Sierra del Tigre en el Estado de Jalisco, México, mediante el agrupamiento de los recursos turísticos en Unidades de Gestión Turística (UGT). Esta propuesta atiende la planeación con una visión integral del desarrollo del turismo, evita desigualdades regionales que centren la economía y el empleo en un solo punto, identifica las oportunidades de turismo alternativo y pretende ser utilizada como herramienta de planeación para el desarrollo de proyectos turísticos nuevos y para la regulación de las actividades turísticas que se generen. Tiene como objetivos: 1) Proporcionar un análisis de las características de cada municipio incluido en la zona de estudio, y de los aspectos socioeconómicos y ambientales que puedan afectar el desarrollo del turismo, 2) Identificar las actividades turísticas con mayor potencial de desarrollo y 3) Generar una propuesta de Ordenamiento Turístico para los gobiernos y los actores involucrados en el desarrollo e implementación de proyectos turísticos. Se concluyó que existe oportunidad para el desarrollo turístico en la región estudiada, sin embargo se identificó una problemática en todos los municipios inherente a las cuestiones ambientales, equipamiento y servicios turísticos. Las comunidades muestran interés en participar en el desarrollo turístico, pero requieren de apoyo para la organización, capacitación y promoción. Aquellas comunidades y gobiernos capaces de entender las tendencias del turismo alternativo podrán identificar recursos locales y desarrollar oportunidades de negocios beneficiándose con el crecimiento del sector. Si bien las oportunidades existen, es importante que se aprovechen en el marco de un ordenamiento para prevenir impactos ambientales negativos y conflictos entre los usuarios y las comunidades locales. Palabras clave: Ordenamiento turístico, Unidad de gestión turística, turismo alternativo, desarrollo sustentable. INTRODUCCIÓN En el año 2004, las Secretarías de Desarrollo Rural (SEDER), de Turismo (SETUJAL), y de Medio Ambiente y Desarrollo Sustentable (SEMADES) del Gobierno del Estado de Jalisco, decidieron generar una propuesta de Ordenamiento Turístico de Jalisco, iniciando con el estudio de dos regiones: Sur y Sureste (gobierno del estado de Jalisco, 1998), que conforman el recorrido conocido como “ruta ecoturística Sierra del Tigre”. El Ordenamiento Turístico, dentro del marco del Ordenamiento Ecológico del Territorio de Jalisco y de la Política de Desarrollo Regional , deberá entenderse como: “El instrumento de la política ambiental para el desarrollo turístico, cuyo objetivo es inducir y regular las obras, servicios y acciones que determinado lugar requiera en esta materia, con el fin de lograr la protección del medio, la preservación y aprovechamiento sustentable de los recursos y la participación y beneficio de la sociedad local, integrando procesos de planeación participativa que minimice el deterioro de los recursos naturales a través de la selección de sistemas productivos adecuados; en un marco de equidad y justicia social.”1 El presente estudio propone el ordenamiento turístico de la región Sierra del Tigre en el Estado de Jalisco. Los objetivos que persigue el presente trabajo fueron: A) Proporcionar un análisis de las características locales de cada municipio, y de los aspectos socioeconómicos y ambientales que puedan afectar el desarrollo del turismo. B) Identificar las actividades turísticas que mayor oportunidad tienen de desarrollarse. C) Generar una propuesta de Ordenamiento Turístico para los gobiernos y los actores involucrados en el desarrollo e implementación de proyectos turísticos. MATERIAL Y MÉTODOS La Sierra del Tigre se localiza en el Occidente de México, en el estado de Jalisco; comprende parte de las regiones Sur y Sureste (según regionalización del Gobierno del Estado, 1998); el área de estudio comprendió la zona conocida como “ruta ecoturística Sierra del Tigre” la cual cruza por los municipios de Atoyac, Gómez Farías, Concepción de Buenos Aires, La Manzanilla de la Paz, Mazamitla y Valle de Juárez. El Ordenamiento Turístico de la “ruta ecoturística Sierra del Tigre” se llevó a cabo utilizando la metodología universal para los ordenamientos territoriales, que incluye las fases de organización, descripción, diagnóstico, prospectiva y 1 Definición propia a partir del Ordenamiento Ecológico Territorial del Estado de Jalisco, 2001. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 539 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES propositiva (Boullón, 2001; B C Wilderness Tourism Association, 2002), mediante el agrupamiento de los recursos turísticos en Unidades de Gestión Turística (UGT), para regular las actividades turísticas y atender las políticas y estrategias internacionales, nacionales y estatales en materia de turismo. En la tabla 1 se presenta cada fase, con sus objetivos y productos; en la tabla 2 se describen las herramientas utilizadas. La identificación de las UGT’s se realizó a lo largo de las rutas y caminos principales establecidos para la “ruta ecoturística Sierra del Tigre”. Los límites corresponden a las tangentes que unen los círculos con radio de 2 Km., estratégicos por razones de desplazamiento, en los que el foco corresponde al atractivo turístico en cuestión. En los casos en los que el círculo se sobrepone a los límites municipales y no existen más atractivos turísticos, el límite municipal es el límite de la UGT. Tabla 1. Fases metodológicas, objetivos y productos. Fase 1. Organización Objetivos Definir alcances, productos y recursos necesarios. Productos Agenda del proyecto. 2. Descriptiva Describir las características naturales, sociales y económicas de los municipios e identificar los recursos y atractivos turísticos. 3. Diagnóstico Analizar la situación turística de los municipios de acuerdo a los entornos ambiental y socioeconómico. Proyectar escenarios a partir de los subsistemas ambiental, económico y social y las relaciones de la comunidad con su entorno regional. Inventario de recursos turísticos, e identificación de infraestructura, servicios, biodiversidad y comunidades claves. Diagnóstico de los municipios. 4. Prospectiva 5. Propositiva Generar la estrategia de uso y manejo de los recursos y atractivos turísticos. Indicadores demográficos y socioeconómicos; de la afluencia turística, ingresos y generación de empleo. Propuesta de UGT’s, con sus políticas de zonificación, criterios de uso y lineamientos de aplicación. Tabla 2. Herramientas utilizadas por fase. Fase Herramientas utilizadas 1. Organización Reuniones participativas, organización de la agenda de entrevistas y reuniones comunitarias. 2. Descriptiva Revisión documental, estadística y análisis de cartas topográficas. Diseño y aplicación de instrumentos para encuestas, entrevistas y recorridos a sitios de interés. Aplicación de la metodología cualitativa de apreciación rural rápida y apreciación rural participativa. Observación directa en campo. 3. Diagnóstico Revisión de regulaciones y políticas de turismo, de Planes de Desarrollo Municipal, Matriz para la evaluación de actividades posibles y diagnóstico ambiental en los sitios de interés. 4. Prospectiva Construcción de escenarios 5. Propositiva Elaboración de mapas ubicando los recursos, atractivos y puntos de referencia. Delimitación geográfica de agrupación de atractivos. Identificación de rutas paisajísticas y actividades de turismo posibles de desarrollar Jerarquización de áreas acorde a la calidad y diversidad de atractivos Identificación y definición de fragilidad y política territorial. Zonificación, análisis y evaluación de áreas de oportunidad e identificación de necesidades Definición de claves y número de UGT’s Descripción, políticas y criterios de cada UGT. CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 540 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES RESULTADOS En la región de estudio se identificaron 28 atractivos naturales, 20 rurales, 3 arqueológicos, 3 culturales y 3 geohistóricos, que integran el inventario turístico. En los municipios estudiados destacan Mazamitla y Gómez Farías por el uso de su superficie en actividades forestales; en la mayoría de los municipios estudiados se registró un grado alto de migración, sobresale el municipio de Valle de Juárez por el número de hogares que reciben remesas de los Estados Unidos (33.33%), el nivel de alfabetismo en general se encontró entre el 87 y 93%, (INEGI, 2000); el municipio con porcentajes más bajos en cuanto a dotación de servicios básicos como agua, drenaje y electricidad es Mazamitla, en los municipios con menor infraestructura y servicios para el turismo se ubicó a Atoyac y en todos los municipios se registró la producción de artesanías. El diagnóstico consideró los recursos y atractivos turísticos de acuerdo a los aspectos ambientales y socioeconómicos. Como fuentes de información se utilizaron los planes de desarrollo municipales (H. Ayuntamientos de Atoyac, Gómez Farías, Concepción de Buenos Aires, La Manzanilla de la Paz, Mazamitla y Valle de Juárez, 2004), los diagnósticos ambientales municipales de SEMADES (2004), los resultados de las encuestas aplicadas al público en general, las entrevistas a líderes de opinión y autoridades municipales, y las matrices generadas de acuerdo al trabajo de campo en los sitios de interés. A la información antes descrita, se le otorgó valores con los que se alimentó la matriz de evaluación de cada municipio y atractivo. A manera de síntesis se presenta la tabla 3, cuyos números totales por municipio indican el potencial turístico diagnosticado. Tabla 3. Matriz de evaluación del potencial turístico de los municipios de estudio. Evaluación ambiental y Interés de Turístico climatológica la sociedad Municipio (30)* (25)* (25)* Atoyac 18 19 16 Gómez Farías 20 20 17 Concepción de Buenos Aires 22 19 18 La Manzanilla de la Paz 20 19 18 Mazamitla 22 19 18 Valle de Juárez 21 20 17 *Peso porcentual asignado a cada uno de los diferentes rubros. En la fase prospectiva se proyectaron tres escenarios a partir de las fases anteriores, tomando en cuenta el número de habitantes, el potencial turístico resultante en la fase de diagnóstico y el número de días al año que se recibirían visitantes. Se analizaron los vínculos entre los diferentes subsistemas, (ambiental, económico y social) así como las relaciones de la comunidad con su entorno regional, para evidenciar las relaciones entre los principales procesos y problemas vinculados a la organización social y las formas de aprovechamiento turístico de los recursos naturales. Las proyecciones que se presentan se realizaron a partir de lo datos iniciales del XII Censo de Población y Vivienda (INEGI 2000), indicadores y proyecciones en cuanto a población y marginación que maneja el Consejo Nacional de Población y estadísticas turísticas a nivel estatal y nacional (INEGI, “op cit”). Como resultado de la fase propositiva se generó la estrategia de uso y manejo de los recursos y atractivos turísticos por medio de la propuesta de las Unidades de Gestión Turística (UGT’s), con sus políticas de zonificación y grados de desarrollo turístico, criterios de uso y lineamientos de aplicación, definidas estas como “una zona geográfica de superficie variable y características Servicios (10)* Equipamiento (10)* 7 7 6 7 7 8 5 6 5 5 7 7 Total (100)* 65 70 71 70 73 72 homogéneas, que determinadas por la ubicación y proximidad de los recursos turísticos, cuentan con recursos naturales y socioculturales propios y son dinámicas y de límites flexibles”2, (figura 1). Er 002 AT3 – ST Figura 1. Clave de la Unidad de Gestión Turística (UGT). Er = Clave de uso turístico. (E) ecoturismo como actividad principal, ( r ) rural como actividad secundaria. 002 = Número de UGT. AT3 = Zonificación turística y nivel de desarrollo. ST = Ubicación en la Sierra del Tigre Se identificaron y describieron seis UGT’s para la “ruta ecoturística Sierra del Tigre”. En la tabla 4 se presenta la descripción y clasificación de cada una de las UGT’s propuestas. 2 CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 Definición de los autores. ISSN: 0187-3296 541 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES Ubicación R 0001 NT 2 ST Ra0002-NT2-ST Techague R A 0002 NT 2 ST Ae0003-NT2-ST Concepción, Corralito A E 0003 NT 2 ST Re0004-AT2-ST Laguna de Zapotlán R E 0004 AT 2 ST Er0005-AT2-ST La Manzanilla E r 0005 AT 2 ST Ea0006-AT2-ST Mazamitla Valle de Juárez E a 0006 AT 2 ST UGA’s Ordenamiento Territorial** Nivel de desarrollo turístico E Actividades turísticas principales* Zonificación Atoyac Laguna de Sayula Localidad/ recurso principal Er0001-NT2-ST UGT Número de UGT Actividad principal Actividad secundaria Tabla 4. Unidades de gestión turística (UGT) para el corredor ecoturístico de la Sierra del Tigre E1,E2, E5,E8, E10, E11, E12, R3, R8, C8, C5, R8, R3, A2, A4, P2 Ff3060 P Ag3057 R An3059 P A1, A2, A4, A20, E1, E2, E5, E7, E8, E10, R3,R5, R6, R8, C5, C8, E2, E5, E8, E10 A14, A13, E1, E2, E5, E10, R3, R5, R8, C5, C8 R5, R8 C5, C8, E1, E2, E5, E7, A13,A14 Fo4061 C Ag4068 A Ag3085 A Ff3060 P Fo4061C Ag4068 A Pe4071 R Fo4061C Fo4061C Fo3093A P3069 R Ff3094C Fo3093A Fo4061C * Las actividades turísticas principales son aquellas que se pueden realizar en las UGTs con una codificación propia para turismo de aventura, rural, ecoturismo y cultural; ejemplo E1= Observación de ecosistemas. ** Hace la referencia que existe entre las Unidades de Gestión Ambiental (UGAs) del ordenamiento ecológico territorial del estado de Jalisco y las unidades de gestión turística (UGT) propuestas. Se establecieron 99 criterios (turísticos, medio ambientales y socioeconómicos), así como las políticas de uso, con el fin de orientar el desarrollo hacia un turismo sustentable (tabla 5). Tabla 5. Ejemplo de criterios y políticas Políticas Criterios Turísticos Promocionar sitios turísticos una vez que se tengan servicios básicos Promoción Organización X X Inversión Ambientales Minimizar cruces de senderos con ríos y arroyos Socioeconómicos Promover pequeñas agroindustrias para Conservación X X CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 X ISSN: 0187-3296 542 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES impulsar el comercio de productos alimenticios locales. Las actividades clave en el desarrollo del turismo en el área estudiada, fueron aquellas ligadas al ecoturismo, turismo de aventura y turismo rural, resultando con mayor potencial el ciclismo de montaña, caminata, fotografía rural, campismo y agroturismo. DISCUSIÓN La propuesta de ordenamiento de la Sierra del Tigre, que se vierte como resultado de este estudio, considera que es altamente relevante atender los criterios normativos relacionados con la planeación y promoción de la actividad turística, que contemplan los ordenamientos y leyes tales como el Ordenamiento Ecológico Territorial, la Ley General de Equilibrio Ecológico y Protección del Ambiente, la Ley Federal de Turismo, la Ley de Desarrollo Rural Sustentable, la Ley de Planeación para el Estado de Jalisco y sus municipios, y la Ley General de Desarrollo Forestal Sustentable. Es importante también que los municipios contemplen en sus reglamentos respectivos la regulación de la actividad de servicio turístico, con una relación de carácter transectorial y ligarla a la Ley de Ingresos Municipales. La propuesta de ordenamiento para los gobiernos y actores del turismo en la zona estudiada está soportada por la proyección de indicadores con tres escenarios diferentes, realizada en la fase prospectiva, y la utilización de los criterios de uso de suelo definidos en el ordenamiento ecológico territorial del Estado de Jalisco, lo que definió a su vez las unidades de gestión turística (UGT). El proceso completo consideró el análisis de las características locales de cada municipio, un inventario turístico mediante la identificación, descripción y valoración de los recursos turísticos, y la identificación y evaluación de las actividades turísticas potenciales. En el proceso de análisis del presente estudio se consideró importante el aspecto dinámico o de cambio, en la misma forma que en un ordenamiento territorial debe considerarse, como: “un proceso que debe ser permanente y continuo, puesto que los territorios no son estáticos sino dinámicos y en la medida de ese dinamismo deben renovarse las acciones en materia de ordenamiento”, (Sánchez y Palacio, 2004). La no inclusión del dinamismo ha generado una serie de problemas en ordenamientos territoriales, tal y como fue descrito por Sánchez y Palacio (op cit), en la historia de la planeación y la realización de ordenamientos territoriales en el mundo, y en México en particular. El concepto de ordenamiento turístico es relativamente nuevo de manera que existe poca información para establecer un comparativo con otros sitios o regiones. Sin embargo puede inferirse que varias de las dinámicas del ordenamiento turístico sean similares a los ordenamientos ecológicos y que puede aprenderse de estos últimos para evitar aquellas dinámicas que han obstaculizado el ordenamiento territorial en diferentes entidades federativas mexicanas, como lo ha descrito Sanchez y Palacio (op cit). En los planes estatales de ordenamiento territorial se consideran los diferentes sectores productivos, (entre ellos al sector turístico), considerando la dinámica ecológica en el uso del territorio, la localización y existencia de atractivos, la existencia de servicios y otras variables que fueron consideradas y ponderadas en su valor para definir la potencialidad de la actividad turística en áreas rurales. Sánchez y Batres (2004) consideraron el ordenamiento turístico en áreas urbanas a escala local, sin embargo la propuesta de ordenamiento de la “ruta ecoturística de la Sierra del Tigre” es una propuesta regional que incluye zonas urbanas de diferentes municipios y que fue realizado a mayor escala. Una actividad que ha crecido en el área de estudio en los últimos años es el cultivo del aguacate (Persea spp.), principalmente en los municipios de Gómez Farias y Concepción de Buenos Aires que han experimentado un incremento sustancial en superficie y producción a partir del 2005 (OEIDRUS, Jalisco, 2007); dicha actividad sin duda traerá cambios en la economía de la región y se prevé que impacte de manera relevante, a través del cambio de uso de suelo, en la incipiente actividad turística. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES El presente estudio identificó una problemática común en todos los municipios estudiados, inherente a las cuestiones ambientales, equipamiento y servicios turísticos. Las comunidades mostraron un gran interés en participar en el desarrollo turístico, pero requieren del apoyo necesario para su organización y capacitación así como para la promoción de los destinos turísticos. Es recomendable que cada municipio elabore el ordenamiento territorial municipal, tomando como marco de referencia el Ordenamiento Ecológico Territorial del Estado de Jalisco, y que contemple las actividades turísticas, presentes o potenciales. Una vez legislada y aprobada, la implementación puede estar a cargo de los ayuntamientos en coordinación estrecha con las comunidades involucradas en cada UGT o cada región promoviendo alianzas estratégicas con otras organizaciones vinculadas a las actividades turísticas, con el fin de desarrollar una gestión participativa. A corto plazo es recomendable difundir los alcances y objetivos del Plan de Ordenamiento Turístico y apoyar la implementación mediante un formato accesible para la población objetivo. Será importante a mediano plazo complementar y actualizar la información sobre la “ruta ecoturística Sierra del Tigre” por medio de trabajos de campo con la participación de las comunidades aledañas CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 543 MEMORIAS EN EXTENSO VI CONGRESO INTERNACIONAL Y XII NACIONAL DE CIENCIAS AMBIENTALES así como supervisar a largo plazo el cumplimiento de los reglamentos y normatividad asociada a las UGT’s. La propuesta aquí plasmada podrá contribuir de manera relevante al aprovechamiento integral del potencial turístico en la Sierra del Tigre y a minimizar impactos negativos y conflictos, tanto ambientales como sociales, que pudieran originarse por los intereses de otros sectores por el uso del suelo, como es el caso del sector agrícola en la producción de aguacate. BIBLIOGRAFÍA B C Wilderness Tourism Association (2002). Tourism Zonation System. " Land Use Planning for Environmentally Responsible Tourism". Boullón, R. C. (2001). Planificación del espacio turístico. Ed. Trillas, México. Consejo Nacional de Población (CONAPO, 2004). Indicadores y proyecciones de población en México. (en http://www.conapo.gob.mx/00cifras/5.htm) Gobierno del Estado de Jalisco (2001). Ordenamiento ecológico territorial del Estado de Jalisco. Periódico oficial del estado de Jalisco, México. 28 de julio de 2001. Gobierno del Estado de Jalisco (1998). Acuerdo para el programa de regionalización del Estado de Jalisco. Periódico oficial del estado de Jalisco, México. 15 de octubre de 1998. H. Ayuntamiento de Atoyac, (2004). Plan Municipal de Desarrollo. Jalisco, México. H. Ayuntamiento de Concepción de Buenos Aires, (2004). Plan Municipal de Desarrollo. Jalisco, México. H. Ayuntamiento de Gómez Farías, (2004). Plan de Desarrollo Municipal 2004-2006. Jalisco, México. H. Ayuntamiento de La Manzanilla de la Paz, (2004). Plan Municipal de Desarrollo. Jalisco, México. H. Ayuntamiento de Mazamitla, (2004). Plan de Desarrollo 2004-2006. Jalisco, México. H. Ayuntamiento de Valle de Juárez, (2004). Plan de Desarrollo Municipal 2004-2006. Jallisco, México. Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática. (INEGI, 2000). XII Censo de Población y Vivienda. Oficina estatal de información para el desarrollo rural sustentable de Jalisco. (OEIDRUS, Jalisco, 2007). (en http://www.oeidrus-jalisco.gob.mx/) Sánchez G. D., Batres G. J. (2006). Ordenación Territorial y medioambiental de las actividades turísticas en las Lagunas Urbanas de Tamaulipas (México) El caso de la Laguna del Carpintero en Tampico, Tam. VIII Congreso Nacional y II Internacional de Investigación Turística, Nuevo León México 14 al 16 de Junio del 2006 Sánchez S. M. y Palacio P. J. (2004). La experiencia mexicana en la elaboración de los programas Estatales de Ordenamiento Territorial. Diagnóstico, problemática y perspectivas desde el punto de vista de la participación del Instituto de Geografía de la UNAM. Revista Investigaciones Geográficas, Universidad Nacional Autónoma de México, 53: 75-97. Secretaría del Medio Ambiente para el Desarrollo Sustentable del estado de Jalisco (SEMADES, 2004). Diagnóstico ambiental regional. (en http://semades.jalisco.gob.mx/dam/index.htm) CIUDAD DE CHIHUAHUA, CHIH., MÈXICO 6, 7 Y 8 DE JUNIO DEL 2007 ISSN: 0187-3296 544
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