Universidad Autónoma de San Luis Potosí

1. Universidad Autónoma de San Luis Potosí M.C. David Enrique Flores Jiménez Dr. Marcos Algara Siller Ing. Cecilia Barrera Gutiérrez Estudio del Cambio Climático generado por las actividades agropecuarias en el estado de San Luis Potosí

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

3. Introducción

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

5. Niveles o categorías para la elaboración del INEGEI Es una evaluación rigurosa y específica de la fuente que requiere de inventarios detallados de la infraestructura y de la determinación de emisiones en la fuente. Tier 3 Se basa en métodos específicos como el balance de masa y factores de emisión de proceso, para determinar la cantidad de emisiones . Tier 2 Utiliza factores de emisión relacionados a información socioeconómica , generalmente con un amplio rango e incertidumbre elevada e información de actividad general relacionada al sector que genera las emisiones. Tier 1 (Ordóñez et al., 2010) (PICC, 2000; Ordóñez y Hernández, 2006)

6. Integración de la información para estudiar la dinámica en la atmósfera de los GEI • Relieve o topografía Un modelo es un “…esquema teórico de un sistema que se elabora para facilitar el estudio de su comportamiento”

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

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

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

10. Fuentes de emisión dentro de la categoría de agricultura propuesta por el PICC (PICC, 1996; PICC, 2000)

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

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

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

14. Quema de residuos agrícolas CO2 Se forma por la energía calorífica liberada en el proceso de combustión NOx CH4 Procesos de combustión N2O Figura 3. Ejido Monterrey, en Mexicali, Baja California. Figura 2. Valle Imperial, California EEUU.

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

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

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

18. Actividades económicas primarias e impactos en el ambiente PIB 2% Nacional 4% Estatal • 4º lugar nacional por la producción de chile verde y caña de azúcar • Dentro de los 5 primeros lugares en la producción de carne caprina Actividades agrícolas y ganaderas intensivas Plan de cambio de uso de suelo: De la ganadería intensiva a una producción agrícola intensiva mediante el riego Proyecto Pujal-Coy 1973-2000 Relación entre el aumento en el índice de severidad de la sequía con el cambio de uso de suelo para actividades agrícolas Estudio de caso de la sequía en la Huasteca Potosina (Cuéntame, 2009; Reyes et al., 2005; SAGARPA, 2007; SAGARPA, 2009)

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

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

21. Emisiones de CH4 y N2O por actividades agropecuarias

22. Emisiones de CH4 y N2O para cada región del estado

23. Evaluación del nivel en año base y 2010

24. Evaluación de la tendencia comparando los años 1997 y 2010

25. Propuesta de metodología para el estudio de la dinámica en la atmósfera de l CH4 y N2O generado por las actividades agropecuarias en el estado de San Luis Potosí

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

27. 1ra etapa – Caracterización de las fuentes de emisión Zona de estudio Fuentes naturales de emisión Fuentes agropecuarias • Orografía • Cubierta Vegetal • Clima por regiones y subregiones • Tipos de fuentes de emisión agrícolas y ganaderos • Tipos de fuentes de emisión dentro del ciclo del Nitrógeno y del Carbono

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

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

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

31. Conclusiones

32. Conclusiones y recomendaciones • El análisis de los resultados obtenidos en el inventario de emisiones de CH4 y N2O generados por las actividades agropecuarias en el estado de San Luis Potosí mostró que las principales actividades emisoras en el año 2010 fueron: 1) manejo de excretas, con emisiones de N2O; 2) fermentación entérica que emite CH4; y 3) residuos agrícolas que genera N2O. • Comparando las emisiones del año base con el 2010 se encontró principalmente que las emisiones por manejo de excretas aumentaron en un 50%, lo que sugiere profundizar en la investigación de los distintos tipos mecanismos manejo de estiércol que se están utilizando en el estado. • En estudios posteriores se buscará calcular la incertidumbre de dichas emisiones mediante las metodologías propuestas por el PICC para evaluar y validar los resultados obtenidos.

33. Conclusiones y observaciones • .La metodología de modelado de dichos GEI que será utilizada se basa en el uso de los modelos MM5 y MCCM mediante la incorporación de: 1) parámetros meteorológicos como temperatura, humedad relativa, velocidad y dirección de vientos, precipitación entre otros; 2) tipos de fuentes de emisión; 3) topografía; 4) emisiones de CH4 y N2O; y 5) cubierta vegetal. • La siguiente etapa de este proyecto de investigación es aplicar dicha metodología para analizar la variabilidad en el tiempo de parámetros como temperatura y precipitación y la dinámica en la atmósfera de ambos GEI. • A partir de ello se buscará generar propuestas de mitigación y adaptación al Cambio Climático que sean favorables para el sector agropecuario en el estado de San Luis Potosí.

34. Fuentes de consulta

35. Referencias bibliográficas Ahrens (2009),“Meteorology Today. An introduction to weather, climate and the environment”. Brooks/Coole. Ninth Edition. Algara M., Contreras S., Galindo G. y Mejía J. (2009),“Implicaciones territoriales del fenómeno de la sequía en la Huasteca Potosina. Programa Multidisciplinario de Posgrado en Ciencias Ambientales. Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Espacio Tiempo 4 (2009): 56-57. Bautista F. (2009), “Simulación numérica de la dispersión de aerosoles producidos por incendios forestales en el Área de Protección de Flora y Fauna La Primavera, Jalisco”. Tesis para obtener el grado de Maestra en Ciencias Aplicadas. Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, A.C. Carmona J., Bolívar D. y Giraldo L (2005),“El gas metano en la producción ganadera y alternativas para medir sus emisiones y aminorar su impacto a nivel ambiental y productivo”. Universidad de Antioquía. Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Colombia sede Medellín. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Producción Animal. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias. Vol. 18:1. • Dudhia J., Gill D., Manning K., Wang W., Bruyere C., Wilson J. y Kelly S. (2003), “PSU/NCAR Mesoscale Modeling System Tutorial Class Notes and User’s Guide: MM5 Modeling System Version 3”. Mesoscale and Microscale Meteorology Division. National Center for Atmospheric Research.

36. Referencias bibliográficas • Field L., Embleton K. y Jones D. (2001),“Manejo del estiércol del ganado. Introducción y Resúmen”. Agricultural & Biological Engineering. Agencia para la Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). Purdue University. • Forkel R. y Garcia A. (2003), “Manual del Multiscale Climatic Chemistry Model (MCCM)”. Institue for Meteorology Karlsruhe. Instituto Nacional de Ecología. • González-Ávalos E. y Ruiz Suarez L.G. (2001), “Methane emission factors from cattle manure in Mexico”. Centro de Ciencias de la Atmósfera. Universidad Nacional Autónoma de México. ELSIEVER. Bioresource Technology 80 (2001) 63-71. • INEGEI (2006), “Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero”. México Cuarta Comunicación Nacional. Instituto Nacional de Ecología. • INEGI (2011), “Anuario de estadísticas por entidad federativa 2011”. Instituto Nacional de Estadística y Geografía. México. • Lobato S., Rodríguez O. y Mendoza I. (2003), “El uso de de los modelos numéricos de mesoescala en México: un ejemplo de aplicación”. [en línea]. Revista Digital Universitaria. Universidad Nacional Autónoma de México. Vol. 4. Núm. 7. Art. 21. Link: http://www.revista.unam.mx/vol.4/num7/art21/art21.html.

37. Referencias bibliográficas Magaña V. y Caetano E. (2007), “Pronóstico climático estacional regionalizado para la República Mexicana como elemento para la reducción del riesgo, para la identificación de opciones de adaptación al cambio climático y para la alimentación del sistema: cambio climático por estado y por sector”. Dirección General de Investigación sobre Cambio Climático. Informe final de trabajo. Duración: 6 meses. Centro de Ciencias de la Atmósfera. Universidad Nacional Autónoma de México. Informe final del proyecto: INE/A1-006/2007. Magaña V. (2009), “Guía para generar y aplicar escenarios probabilísticos regionales de cambio climático en la toma de decisiones”. Embajada Británica en México. Instituto Nacional de Ecología. Centro de Diálogo y Análisis sobre América del Norte. Instituto Tecnológico y de EstudiosSuperiores de Monterrey. Núñez X. y Diamant A. (2007), “On the usefulness of atmospheric measurements for air quality evaluation in the context of recent urban meteorology findings in Mexico City”. Grupo de Fisicoquímica Atmosférica. Centro de Ciencias de la Atmósfera. Universidad Nacional Autónoma de México. Atmósfera 20(4), 329-339 (2007). Ordóñez J. y Hernández T. (2006), “Obtención de factores de emisión nacionales en el sector agrícola para disminuir incertidumbre en el Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero”. Instituto Nacional de Ecología. Universidad Nacional Autónoma de México. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias.

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

39. Universidad Autónoma de San Luis Potosí ¡Gracias por su atención! M.C. David Enrique Flores Jiménez Dr. Marcos Algara Siller Ing. Cecilia Barrera Gutiérrez Estudio del Cambio Climático generado por las actividades agropecuarias en el estado de San Luis Potosí