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FIJACION DE CO2 POR PARTE DE LOS ARBOLES URBANOS PROPUESTA PARA UN PROGRAMA DE CAPTURA PARA

BOGOTA D. C. LUIS JAIRO SILVA HERRERA

Ingeniero Forestal M Sc Profesor de Silvicultura y Fitomejoramiento

Universidad Distrital Introducción En 1.979 se dió la primera conferencia sobre cambio global, como resultado de la preocupación mundial sobre la contaminación y el aumento de la temperatura terrestre, demostrada en 1.972 en la reunión sobre medio ambiente realizada en Estocolmo. Desde 1.988 se creó el Panel Internacional de Cambio Climático (IPCC, siglas en inglés), con el objeto de estudiar la forma de atenuar y detener las causas por las cuales se está intensificando el calentamiento de la tierra. En 1.990, el IPCC, presenta el primer informe, como una base para la convención del clima, en 1.992 se realiza la convención marco sobre cambio climático, en 1.997 se aprueba el protocolo de Kyoto (CoP3). El IPCC, evalúa la información científica, técnica y socioeconómica, utiliza los resultados publicados; su papel es de gran importancia para las negociaciones sobre las políticas y acciones que deben realizar los países para reducir la emisión de los gases con efecto invernadero. El IPCC, coordina tres grupos que se encargan de investigar: Uno sobre las bases científicas, el segundo sobre adaptación y el tercero sobre mitigación, produciendo informes de evaluación en 1.990, 1.995 y 2.001 En 1.997 se aprueba el convenio de Kyoto, con el fin de lograr el consenso y participación de los países tanto industrializados, como en vía de desarrollo, para disminuir la emisión de gases y tan solo hasta este año (febrero de 2.005), se logra su ratificación por parte del 55% de los países mas contaminantes excepto Estados Unidos, quien siendo el mayor contaminador, al participar en el 25% de las emisiones, no quiso ratificar el convenio. Se ha hablado bastante sobre la necesidad de tomar medidas urgentes para reducir las emisiones, pero hay intereses particulares muy fuertes, de tal manera que ya estamos completando cerca de 30 años desde que se iniciaron las conversaciones de cambio global, 8 años del acuerdo de Kyoto y el compromiso de reducir en el 2.000 a niveles de 1.990 no se cumplieron y ahora se espera que con la ratificación del mismo se disminuya en un 5% las emisiones entre el 2.008 – 2.012 con respecto a las existentes en 1.990.

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Los mecanismos de flexibilidad aprobados por el convenio de Kyoto, para alcanzar la meta de reducción son: mercados de permisos de emisión, implementación conjunta y mecanismos de desarrollo limpio. Los dos primeros se realizan entre los países contaminantes y el tercero es donde entran a participar los países en vía de desarrollo mediante la captura de captura de CO2 por medio de plantaciones forestales o reducción por medio de nuevas tecnologías no contaminantes. Causas del cambio climático La temperatura promedio de la tierra es de 15 oC, con un máximo de 50 oC y un mínimo de –90 oC debido al efecto invernadero natural, ocasionado por los gases naturales existentes en la atmósfera, compuesta por: Nitrógeno en mas del 75 %, Oxígeno un 20% y el resto con otros gases y agua, entre los que se encuentra el CO2, NH4, N20, SF6. Si no existieran estos gases y su efecto invernadero al retener parte de los rayos calóricos del sol, estos se reflejarían completamente, reduciendo la temperatura de la tierra a –18 oC y agotando la vida. Con la industrialización iniciada en el siglo XIX, se inicia el uso de combustibles fósiles con los cuales se libera el carbón retenido por miles de años y al combinarse con el Oxígeno forma el dióxido de carbono CO2, incrementándose su participación en la atmósfera, de otra parte se incrementan también los demás gases, pero el CO2 es el que mayores efectos tiene en la retención de los rayos infrarrojos del sol (1:21 con relación al metano y 1:310 con respecto al óxido nitroso); la retención del CO2

en la atmósfera está entre 50 a 200 años. Hasta 1.800 la concentración del CO2 en la atmósfera era de 280 ppm y en 2.000 alcanzó unos niveles de 360 ppm, el CH4, tenía en 1.800 una participación de 750 ppb y en 2.000 ascendió a 1.750 ppb, igualmente ha sucedido con el óxido nitroso (N2O), el cual pasó de 270 a 310 ppb en el mismo período. El efecto sobre el cambio climático en 100 años al emitir una tonelada de CH4 ahora, equivale a emitir 21 de CO2, pero se emite mas de este último; el CO2 contribuye en un 60% en el cambio climático. Estos incrementos en las concentraciones de estos gases con efecto invernadero han incrementado la retención de los rayos infrarrojos, aumentado a la vez la temperatura de la tierra en cerca de un grado centígrado desde la revolución industrial (1.800 – 2.000). Diferencias entre medidas de mitigación y de adaptación La mitigación considera las causas del problema y la forma de reducirlas, la adaptación considera los impactos y la forma de reducir la vulnerabilidad

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Fuentes de CO2 Las principales fuentes de Dióxido de carbono son la combustión y la deforestación, de la combustión se destaca la de combustibles fósiles, la cual se ha incrementado a partir de la revolución industrial (1.800), de casi cero a 6 gigatoneladas (7 billones de toneladas por año), mientras que el cambio de uso de la tierra tan solo se ha incrementado de 0.5 a cerca de 2 gigatoneladas año. Las emisiones de CO2 se distribuyen de la siguiente forma:

Generación de electricidad: 42% Transporte: 24% Industria: 20% Residencias y comercio: 14

Fuente: PressCenter La emisión en toneladas de CO2 por los diferentes combustibles utilizados para la producción de un Kilowatio de energía eléctrica es:

Carbón: 1.000 t Petróleo: 700 t Gas natural: 500 t Nuclear: 10 t Geotérmica: 25 t Hidráulica: 1 t Eólico: 2 t Fotovoltaica: 1 t

Las fuentes antropogénicas de CH4 son:

Energía: 26% Desechos y aguas usadas: 25 % Ganadería: 24% Producción de arroz 17% Quemas: 8%

Fuentes antropogenénicas de otros gases:

Fertilización de suelos: N20 Industria y combustibles: N20; CFC y HFC Combustión de biomasa: N2O Ganadería, estiércol: N2O

Emisiones de CO2 por habitante en toneladas por año en 1.998:

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Estados Unidos: 6 Francia: 2.6 China: 0.8 Promedio países en desarrollo: 0.4

Proyecciones del IPCC:

Las emisiones de CO2 continuarán Las concentraciones de CO2 podrían llegar a 500 ppm (aumentarán 2 veces

el nivel preindustrial), a finales del siglo XXI 2.100: la temperatura global podrá ser superior 3 – 6 oC a la que tuvimos en

1.990, con variaciones importantes en algunos sitios. El nivel del mar habrá subido entre 20 y 80 cm Cambios sustanciales en el régimen de precipitaciones, con diferencias

regionales marcadas Impactos fuertes en la salud y en la agricultura Escasez de agua en unas partes y abundancia en otras Cambio en la biodiversidad

Importancia de los árboles en la reducción de las emisiones de CO2 y en la regulación del uso de la energía producida por combustibles fósiles. El Panel intergubernamental de bosques ha tratado el tema del cambio de uso de las tierras y forestería, como uno de las formas de mitigar el efecto invernadero, al emplear la capacidad de los árboles de fijar el dióxido de carbono y estudiar la vulnerabilidad de los mismos ante los cambios climáticos. Los estudios han demostrado que los árboles fijan CO2 al realizar la fotosíntesis y se convierte el carbono en celulosa y libera el Oxígeno, este carbono hace parte del 50 % en promedio de la biomasa de los árboles (48 – 52%) y se distribuye en promedio de la siguiente forma:

51 % en el tronco 30 % en las ramas 18 – 24 % en las raíces (15 – 20% en raíces con diámetro>2 mm) 3 % en el follaje

Son pocos los estudios realizados en los árboles urbanos, Xiao 1.998, en estudio realizado a la especie arbórea Pyrus calleryana, en Davis, California, encontró mayor biomasa foliar en la especie creciendo en lugares abiertos de la ciudad, comparado con árboles en los bosques (93 m2 – 187.6 m2) Para calcular el CO2 fijado en los árboles, debe multiplicarse por 3.67, por que una molécula de Carbono pesa 12/mol y una molécula de CO2 pesa 44 gr/mol, luego

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44/12 = 3.67, una tonelada de carbono fijada en un árbol equivale a fijar 3.67 toneladas de CO2. La fijación de CO2 por parte de los árboles depende de varias causas:

Tipo de especie Calidad del sitio (suelo, clima, topografía) Manejo y cuidados

La mayor actividad de fijación de CO2 se presenta en la etapa vegetativa o de crecimiento de los árboles, en la etapa adulta y sobre madura la fijación se reduce, llegando a cero. Cuando el árbol muere, se inicia un proceso de descomposición, el CO2 se libera volviendo a la atmósfera. De tal manera que si los árboles son longevos pueden retener el dióxido de carbono por muchos años, manteniendo un flujo continuo, ya que con la muerte de un árbol en el bosque, este deja el espacio para que varios árboles jóvenes ocupen el lugar e inicien el proceso de captura nuevamente del CO2 liberado, manteniendo un constante equilibrio natural. Estudios realizados por varios investigadores, han calculado la biomasa de la vegetación y el carbono encontrado en ella en bosques naturales y plantados, esta biomasa varía con la edad, especie y calidad de sitio. En zonas tropicales con especies de rápido crecimiento se han logrado crecimientos superiores a las 20 toneladas/año de madera incluso hasta 40, al contrario, en zonas templadas, por los períodos largos de bajas temperaturas y de luz del sol, los rendimientos son menores. Los cálculos para almacenamiento de CO2 por parte de árboles individuales, han sido producto en su gran mayoría de la división de la biomasa total por hectárea por el número de árboles. En países tropicales con densidades iniciales a 1.000 árboles/ha y manejo adecuado, donde al final del turno (25 años), llegan entre 200 – 300 árboles, se han llegado a medir hasta 300 toneladas de madera, de tal forma que un árbol con diámetro superior a 50 centímetros ha llegado a tener mas de 2 toneladas de peso verde, si el 50 % es carbono, que una tonelada de C equivale a 3.67 toneladas de CO2, y que el 50 % es agua, entonces un solo árbol en 30 años puede fijar mas de 3.67 toneladas de CO2. durante su vida. Adicionalmente, los árboles prestan un sin número de servicios ambientales aún no cuantificados, entre los cuales se destacan la reducción de la temperatura en las épocas de verano y retención o barrera de los vientos fríos en el invierno, este servicio en muy útil y reduce eficientemente la energía empleada para regular la temperatura en las residencias como los equipos de aire acondicionado y ventiladores. En Estados Unidos se está desarrollando un programa de sombra de árboles, para reducir el combustible empleado para regular la temperatura en las

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residencias y adicionalmente fijar el CO2 emitido. Sus emisiones han aumentado de 5 a 6 billones de toneladas desde 1.990 hasta el 2.000 (DOE/EIA 1.997). 48 ciudades de USA, han inventariado desde 1.997 las emisiones de CO2 y han diseñado una estrategia de reducción mediante un programa de plantación de árboles urbanos, por ejemplo: Chula Vista, California; Dady County, Florida; Austin, Texas; Pórtland, Oregón y Tucson, Arizona. En Austin, California; incrementaron la plantación de árboles de 4.700 a 15.000/año, con el objeto de reducir 33.000/ton/año de CO2 antes de 12 años, esto equivale a cerca del 1% de las emisiones (4.5 millones de toneladas de CO2). Los árboles de las plantaciones por tener una mayor densidad fijar por unidad menor cantidad de CO2, pero cuados están solos en las ciudades, su capacidad de fijar es mayor; en Chicago, los árboles han llegado a fijar 16 kg de CO2/año en árboles entre 8 – 15 cm de DAP y de lento crecimiento hasta 360 kg/año en grandes árboles de crecimiento rápido. El Populus robusta ha llegado a fijar 2.46 toneladas en 30 años y Acer saccharum (Sugar maple) 3.22 ton en 60 años. En Sacramento se ha llegado a reportar hasta 172 t/ha de CO2. Disminución de la energía empleada para regular la temperatura en las residencias. En Sacramento, Phoenix y Lake Charles, en USA se determinó que con 3 árboles maduros alrededor de la casa, se ahorra entre 25% y 43% de la energía empleada para aire acondicionado y de 12 a 23% en la época de invierno para detener los vientos fríos del norte (Huang y otros 1.987). Sobre la base de los tres árboles plantados alrededor de las casas, en 12 ciudades de USA, se calculó que se ahorraba entre 100 a 400 kw/hora (10% - 15%) en verano y entre 0.3 – 0.6 kw/hora (8% - 10%) en invierno (McPherson y Rountree 1.993). Se debe anotar que deben ser bien seleccionados los árboles, en sitios apropiados, deben ser plantados en el Oeste y al norte, al no tener estas indicaciones, los efectos son contrarios. El beneficio neto de CO2 reducido = (CO2 fijado + CO2 ahorrado) – CO2 liberado. La reducción neta anual de CO2 atmosférico por la existencia de bosques urbanos en Sacramento y Chicago fue estimada como 304.000 t (1.2 t/ha) y 516.002 t (1.5 t/ha) respectivamente.

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El dióxido de carbono emitido en Sacramento por el transporte, electricidad y gas natural usados es estimado en 17 millones de toneladas/año, el CO2 removido por el programa equivale al 1.8%. Los 8 millones de toneladas de CO2 almacenadas por los árboles en Sacramento, durante varios años equivalen al 50 % de las emisiones anuales. En Chicago el CO2 almacenado por los árboles equivale al CO2 liberado por los residentes durante 5 meses (Nowak 1.994). En Sacramento se plantaron 188.000 árboles entre 1.991 – 1.995 y realizaron un estudio sobre el beneficio en la fijación de CO2 En 1.995 en Pórtland, la comunidad plantó 375.000 árboles financiados por la empresa de energía eléctrica, el programa involucró a mas de 40.000 voluntarios, los árboles se plantaron en avenidas, parques, residencias y escuelas; se estimó que una vez maduros los árboles fijarían 73.000 toneladas de CO2 a un costo de US $ 31/ton.. A nivel nacional, una hipotética plantación de 100 millones de árboles podría ahorrar 22 billones de kwh y 33 millones de toneladas de CO2 no emitidos anualmente después de 10 años (Akbari 1.990). En adición los árboles podrían secuestrar cerca de 4 millones de toneladas de CO2, el costo de cada árbol fue de US $ 25 por la plantación y mantenimiento durante los dos primeros años, el costo por tonelada de CO2 ahorrado es de US $ 7, asumiendo que todos los árboles sobreviven. Simpson y otros (1.992), estiman que teniendo plantado 225 millones de árboles a lo largo de calles y en tierras privadas en USA, se obtendría un ahorro de 103 millones de toneladas por año, entonces un programa de reducción de CO2 a través de un programa de sombra de árboles, podría reducir entre 0.2 a 2% de emisiones anuales de CO2-.

Un programa de esta magnitud debe contemplar un gran trabajo comunitario, científico, y gubernamental. PROPUESTA PARA UN PROGRAMA DE FIJACIÓN DE CO2 EN BOGOTA Objetivos

Cuantificar el potencial de arborización y plantación de bosques como sumidero de carbono emitido por los vehículos de transporte en la capital.

Presentar una propuesta de financiación de este programa mediante el pago de servicios ambientales

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Número de vehículos de transporte y su distribución en Bogotá

700.000 vehículos de los cuales el 87.5 % corresponden a particulares y tan solo el 12.5% son de servicio público

El 94.5 % son movidos por gasolina, el 4.5% por diesel y tan solo el 1% por gas natural. Según el IDEAM 1.999

Las emisiones por vehículo varían desde 305 g/km en automóviles hasta 1.605 g/km. Según el Panel intergubernamental de cambio climático:

Gran diferencia por las emisiones generadas por cada tipo de vehículo: (7.8

toneladas/año por vehículo privado, 34.5 t/taxi/año). A 7’974.000 toneladas/año de CO2 emiten el parque automotor en Bogotá.

Según cálculos para 1.999. La emisión en los próximos 10 años equivale al 85% de las emisiones

generadas por el carbón exportado por Colombia en 2.000 El 87.5% de los vehículos genera el 64.5 % de la contaminación y el 12.5%

genera el 35.5% (22% los taxis). Para 1.999; en el momento muy posiblemente se ha reducido la participación por la campaña de gas natural.

Beneficios ambientales por el Pico y Placa:

Disminución del recorrido y en emisión en un 28.5% en particulares y 16.4% en públicos.

Las emisiones de CO2 con la restricción corresponden a 74.3% de las emisiones inicialmente calculadas. De 7’974.000 toneladas de CO2 se redujo a 5’935.400 toneladas, correspondiendo el 60.4% a particulares y el 39.6% a servicio público.

TIPO DE VEHICULO RECORRIDO VEHICULOS GASOLINA VEHICULOS DIESEL VEHICULOS GASANUAL Numero Gr CO2/Km Numero Gr CO2/Km Numero Gr CO2/Km TOTAL

Particulares 20000 319755 399 772 537 1081 305 321608Taxis 80000 43252 399 4634 537 541 305 48427Camperos 12000 100406 399 10813 537 927 305 112146Camionetas 12000 84959 399 1622 537 2780 305 89361Micros 86500 2472 399 463 537 62 305 2997Busetas 61800 7415 466 850 559 193 305 8457Buses 54100 26646 466 1004 559 232 305 27882Cam. 2 Ejes 38400 52520 466 1931 559 154 305 54605Cam. +2 Ejes 46700 2858 466 463 559 93 305 3414Volquetas 38400 13516 466 5329 559 193 305 19039Tractocamiones 45100 1854 1165 3476 1249 247 900 5576Otros 20000 5638 399 541 537 309 305 6488TOTAL 661290 31898 6812 700000

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Potencial de captura de CO2 por los árboles urbanos:

El peso promedio de biomasa verde acumulada por un árbol desarrollado en 20 años esté entre 2.3 y 3 toneladas dependiendo de la especie, la calidad de sitio y su forma de raíz y ramificación

El carbono fijado equivale a 0.48 – 0.52 toneladas. Una tonelada de carbono fijada equivale a 3.67 toneladas de CO2 fijada

Una hectárea de bosque plantado con especies de rápido crecimiento fija en promedio 10 toneladas de Carbono en un año equivalente a 10 kilos por árbol y a 36.7 toneladas y 36.7 kilos de CO2 por año.

Para fijar las 5’935.400 toneladas de CO2 emitidas cada año en Bogotá, se requería plantar 161.727 ha/año equivalente a 162 millones de árboles.

Esto es una utopía para nuestro país donde no se planta siquiera 10.000 ha/año, comparado con Chile, donde se plantan cerca de 100.000 hectáreas/año. Por lo tanto se hace un cálculo para fijar el 10 % de las emisiones, de tal manera que se plantarían 16.173 hectáreas por año en el Distrito Capital y en la región (Departamentos de Cundinamarca, Boyacá y Tolima.

El costo anual del programa sería de $ 32.346’000.000, con un valor de $ 2’000.000 la plantación de una hectárea.

El compromiso sería de todas las partes comprometidas en la contaminación: propietarios de vehículos, productores y comercializadores de combustibles y los usuarios del transporte, quienes deben responder por el daño ambiental y pagar por el servicio ambiental que ofrecen los árboles.

Posibilidades de financiación

Pago directo por propietarios de vehículos de acuerdo con el número y costo de establecimiento de los árboles, el aporte promedio sería de $ 46.209/año, considerando la fijación del 10% de las emisiones o $ 4.621 calculando el 1% del CO2 emitido.

Aporte por medio del consumo de combustible: Ejemplo para un automóvil particular cuyo recorrido anual es de 20.000 kilómetros, con un consumo de gasolina de 400 galones (50 km/galón). La emisión anual es de 5.7 toneladas de CO2/año, equivalente a 0.01425 toneladas por galón. El aporte por galón consumido es igual a $ 77,66 (1.5% del precio actual). Para el caso de un vehículo con motor a diesel, el aporte sería de $ 104.64 por galón ($ 2.6% del precio actual).

Si el aporte se establece de acuerdo con las emisiones de cada vehículo, este variaría entre $ 32.297 para un campero a gas y $ 498.615 para una tractomula a Diesel.

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Tipo de combustible

Emisión anual Tipo de combustible

Costo de captura Tipo de combustible

Gasolina Diesel Gas Gasolina Diesel Gas Particulares 5.7 7.68 4.4 31.064 41.856 23.980 Taxis 25.6 34.8 19.6 139.520 188.025 106.820 Camperos 3.4 4.61 2.6 18.530 25.124 14.170 Micros 27.7 37.3 21.2 150.965 203.285 115.540 Busetas 23.1 27.74 15.1 125.895 151.183 82.295 Buses 20.2 24.36 13.2 110.090 132.326 71.940 Camionetas 2 ejes

12.8 15.35 8.4 69.760 83.657 45.780

Camionetas +2ejes

15.6 18.67 10.2 85.020 101.751 55.590

Volquetas 12.8 15.35 8.4 69.760 83.712 45.780 Tractomulas 37.6 40.28 29 204.920 219.523 158.050

Aporte fijado por incremento en el valor del pasaje en el servicio público: Ejemplo para una buseta con motor diesel: Días hábiles de trabajo: 240 –250 Número total de pasajeros anuales: 108.000. Valor del aporte según emisión de CO2 ($ 151.183); aporte por pasajero movilizado $ 1.40 (0.15% del valor actual). $ 3.4 para colectivos: $ 1.08 para buses y $ 40 para taxis.

Financiación internacional Gran reconocimiento del programa en el ámbito internacional, con

posibilidad de financiación internacional con fondos de conservación no reembolsables.

Mediante los mecanismos de flexibilidad propuestos por el protocolo de Kyoto.

Colombia no está comprometida a reducir las emisiones, pero si puede actuar como país colaborador en el compromiso de otras naciones.

Pensando en si mismos, Colombia puede asegurar la reducción de un porcentaje de sus emisiones y comercializar el resto.

Beneficios adicionales y administración de los recursos

Adicionalmente a la fijación del dióxido de carbono, se tendrán aproximadamente 3 millones de metros cúbicos de madera cada año, a partir del año 20, para el consumo de la ciudad, creando fuentes de empleo en la región.

Actualmente Bogotá consume cerca de 2 millones de m3 de madera anualmente, la cual debe importar de departamentos distantes, con un alto costo de transporte.

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Otros servicios ambientales que prestarían los bosques plantados son: La protección de cuencas hidrográficas, suelos y aguas, creación de belleza escénica y paisajes para ecoturismo entro otros.

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BIBLIOGRAFIA

Akbari, H.¸Rosenfeld, A. H.; Taha, H. 1.990: Summer heat island, urban trees, and white surface. American Society of Heating. Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) Transactions 96(1): 1381-1.388. City of Austin. 1.997. City of Austin carbon dioxide reduction strategy. Austin, TX: City of Austin; 72 p. DOE/EIA. 1997. Emissions of greenhouse gases in the United States 1.996. Washington DC: Office of Integrated Analysis and Forescasting, U.S. Departament of Energy. Locatelli L Bruno: 2.005. Papel de los bosques en el cambio climático. Curso Internacional de manejo multifuncional de plantaciones forestales. CATIE, Turrialba , Costa Rica. McPherson E. Gregory and Simpson James R. 1.999. Carbon Dioxide Reduction Through Urban Forestry. USDA. Forest Service. Pacific Southwest Research Station. 236 p.