Proyecto TFM: Análisis de Reforestación

Proyecto TFM: Análisis de Reforestación para Estudio de Microcuenca

Industria, Energía y Medioambiente
 20-ene-2023 | Jorge Andrés Castro Rivera

¡Comparte con tus contactos!

¿Cómo puede afectar la deforestación en el medio ambiente? ¿Qué alternativas tenemos ante los efectos negativos? Este interesante TFM nos habla de ello.

New call-to-action

¿Conoces la importancia de controlar el riesgo de desastres y cambio climático? ¿Conoces los múltiples motivos que pueden desencadenar estos problemas y cómo solucionarlos? El Máster en gestión del riesgo de desastres y gobernanza climática es uno de los másteres destacados de Structuralia ya que aporta los conocimientos y capacidades necesarias para la investigación aplicada y el manejo de instrumentos y herramientas para la gestión de estos riesgos. Este interesante y profundo TFM realizado por nuestro ex-alumno Jorge Castro Rivera es un gran reflejo de ello.

¿Por qué elegí este tema para desarrollar mi TFM?

La gestión del riesgo de desastres y la gestión del cambio climático, son dos temas relevantes en la actualidad, que requieren articular los puntos en común, alrededor de los fenómenos hidroclimatológicos y sus impactos en el desarrollo de la sociedad humana. En este sentido, el trabajo de grado desarrolla una caracterización general del escenario de riesgo por avenidas torrenciales en Colombia, los factores detonantes, los posibles impactos, y cómo influye la deforestación en la ocurrencia de dichos fenómenos, así como se interrelaciona la reforestación con la mitigación de emisión de carbono a la atmosfera a partir de los usos que se le da al suelo, particularmente con las prácticas de conservación del suelo y las coberturas vegetales.

Conceptos claves

Las Avenidas torrenciales son "un flujo muy rápido a extremadamente rápido de detritos saturados, no plásticos (Índice de plasticidad menor que 5%), que transcurre principalmente confinado a lo largo de un canal o cauce con pendiente pronunciada (Hunger, et. al. 2001). Es uno de los movimientos en masa más peligrosos debido a sus características de ocurrencia súbita, altas velocidades y grandes distancias de viaje (UNGRD, 2017).

MOCOA-TRAGEDIA-2 (1)

Foto  1: Avenida torrencial ocurrida en Mocoa, Colombia, 2018. Fuente: (Network, 2018)

La deforestación puede definirse como la conversión de una extensión boscosa en no boscosa. La reforestación y la forestación pueden definirse como la conversión de tierras no boscosas en boscosas, diferenciándose únicamente en el tiempo durante el que las tierras han carecido de bosques. Así mismo, podría proponerse una definición alternativa de la deforestación basada en una disminución dada de la cubierta de dosel o de la densidad de carbono, o en el rebase de uno de una secuencia de umbrales. Del mismo modo, la forestación y la reforestación podrían definirse también en términos de un aumento de la cubierta de dosel o de la densidad de carbono. Ninguna de estas definiciones tiene que ver con el concepto de cambio del uso de las tierras” (IPCC, 2000).

Por otra parte, la captura de carbono se define como: “Proceso en el que un flujo relativamente puro de dióxido de carbono (CO2) procedente de fuentes industriales y de fuentes relacionadas con la energía se separa (captura), se condiciona, se comprime y se transporta hasta un lugar de almacenamiento para su aislamiento de la atmósfera durante un largo período. A veces se denomina “captura y secuestro de carbono” (IPCC [.-D. V.-O.-O., 2018).

Objetivos del TFM

El objetivo general del trabajo de grado fue realizar un análisis de la reforestación como instrumento de captura de carbono y reducción de la amenaza por avenida torrencial en la microcuenca La Guayabal en el municipio de Cocorná, departamento de Antioquia, Colombia.

Adicionalmente, se buscaba realizar un análisis de la reforestación como instrumento de reducción de la amenaza en una cuenca que presenta amenaza por avenida torrencial y articuladamente desarrollar un análisis descriptivo de la reforestación como instrumento de captura de carbono en una cuenca que presenta amenaza por avenida torrencial.

1. Contexto

De los 32 departamentos que tiene Colombia, 7 de ellos concentran el 59% de las áreas más susceptibles a avenidas torrenciales, es decir, Chocó, Cundinamarca, Antioquia, Boyacá, Tolima, Santander y Caquetá. Adicionalmente, de acuerdo con el Departamento Nacional de Planeación -DNP, 12,4 millones de hectáreas en el país pueden presentar avenidas torrenciales altas, es decir el 10.8% de la superficie del país (DNP, 2018).

Mapa de avenidas torrenciales (1)

Ilustración 1: mapa de avenidas torrenciales. Fuente: (DNP, 2018)

Por otra parte, de acuerdo con el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales -IDEAM, en los últimos 30 años, Colombia ha perdido más de 6 millones de hectáreas, es decir el 11% de sus bosques naturales (Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible & IDEAM, 2019). En el año 2016, el país perdió 178.597 hectáreas, 44% más de lo reportado en el año 2015 (124.035 hectáreas), lo cual comparándose con años anteriores, 64.442 hectáreas en 1990 y 59.021 en el año 2010, se evidencia el aumento progresivo de la deforestación en el país (IDEAM, 2014).

Densidad de deforestación (1)

Ilustración 2: Densidad de deforestación y áreas con bosques naturales. Fuente: (Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible & IDEAM, 2019)

Por último, el Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero realizado por el IDEAM, se tiene que las emisiones de GEI debidas a la deforestación en el año 2010, corresponden al 36% de las emisiones totales del país. Igualmente, las principales emisiones se han generado por la deforestación del bosque natural que se convierte en pastizales (40%), otras tierras forestales (25%) y en cultivos (11%). (IDEAM P. M., 2016).

Por otro lado, la reforestación en Colombia, tiene un enorme potencial debido a las condiciones climáticas que favorecen el rápido desarrollo de las plantaciones, la vocación forestal del suelo (54% del territorio) las excelentes condiciones del clima, la geografía y las políticas, planes y estrategias que se han lanzado en el país (Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible & IDEAM, 2019).

Los sistemas de bosques, las plantaciones forestales y los sistemas agroforestales, mitigan el cambio climático, dado que fijan carbono en su biomasa, necromasa y los suelos, constituyéndose en alternativas de sumideros de carbono atmosférico. De esta forma, los servicios ecosistémicos que prestan los bosques y sistemas forestales y agroforestales, dependiendo de la composición de las especies, la precipitación, la temperatura, las características del suelo, indican que en plantaciones forestales de 6 a 30 años, almacenan entre 0,03 y 0,11 Pg C año-1, lo cual puede estabilizar las emisiones de CO2 producto de la deforestación y cambios en el uso del suelo (Patiño Forero, 2018).

La implementación de proyectos de Mecanismos de Desarrollo Limpio (MDL) enfocados a plantaciones forestales, conservación de bosques y restauración ecológica, se constituyen en este sentido, en una alternativa viable para aprovechar el potencial que tiene el país, mitigar la emisión de GEI y disminuir la amenaza por avenidas torrenciales en las cuencas objeto de intervención (Chavarro M, 2008, como se citó en (Patiño Forero, 2018)).

2. Presentación del estudio de caso

Para el análisis de la reforestación como instrumento de captura de carbono y reducción de la amenaza en una cuenca con amenaza por avenida torrencial, se toma un estudio de caso, el cual fue elegido de acuerdo con la información disponible. El estudio de caso es el municipio de Cocorná en el departamento de Antioquia, en la microcuenca de la quebrada Guayabal, tributaria del río Cocorná. Esta quebrada reviste de importancia, dado que es un atractivo turístico y cultural, abastece el acueducto urbano, y tiene un Plan de Ordenamiento y Manejo de Microcuenca.

La microcuenca La Guayabal tiene una extensión aproximada de 1.371,53 Hectáreas (13,71 Km2), su cauce principal es la quebrada La Guayabal que tiene una longitud de 10,73 km y que abastece el acueducto del municipio de Cocorná. De acuerdo al documento diagnóstico del Esquema de Ordenamiento Territorial, la microcuenca de La Guayabal, tiene una aptitud de uso del suelo en toda su extensión para el uso forestal, en las categorías de bosque natural productor/protector, conservación, protección y/o manejo especial y plantación productora-protectora; sin embargo, el uso actual predominante es el forestal, con un 40,8%, seguido por el pecuario con un 29,9%, que es el que genera el mayor conflicto de uso por estar localizado en zonas de rondas hídricas, las cuales deben tener una función de protección, finalmente, el uso agrícola también es representativo en la microcuenca (MASORA, 2015).

Frente a las amenazas de origen socionatural, se tiene que la microcuenca presenta fenómenos de remoción en masa en la parte media y baja de la cuenca, asociados a los conflictos de uso por la actividad pecuaria y agrícola y las características geomorfológicas y de pendiente; y amenaza por avenidas torrenciales. La microcuenca tiene una alta pluviosidad, se estima en 4.311 mm al año, con una distribución bimodal, el cual es uno de los factores detonantes de las avenidas torrenciales, así como los procesos de remoción en masa (MASORA, 2015).

3. Proceso y resultados obtenidos

Para definir el factor de protección que tienen los usos actuales de la microcuenca La Guayabal que permita tener unos criterios clarificadores del comportamiento de la cuenca frente a eventos torrenciales, para a partir de ellos establecer la ordenación requerida, es decir, la restauración hidrológica y forestal, se tiene una metodología, fundamentada en un modelo paramétrico definido a partir de dos modelos: Universal Soil Loss Equation -USLE y el Modified Universal Soil Loss Equation -MUSLE, que da como resultado un índice de protección del suelo por la vegetación (Mintegui Aguirre & Robredo Sánchez, 2008).  Este índice, se desarrolla a partir de unos indicadores que representan la erosión fluvial, la vulnerabilidad del suelo a la erosión, la topografía del terreno, la cubierta vegetal, las prácticas de manejo y conservación de suelos, el volumen de escorrentía y el caudal punta generado en la cuenca (Mintegui Aguirre & Robredo Sánchez, 2008).

Los índices de protección que van desde 1,0 (máxima protección) a 0,0 (protección nula) y se corresponden para cada tipo de suelo diferenciado dentro de la cuenca. Para el caso de las pendientes que tiene la microcuenca, se tiene que el 3,15% del área de la microcuenca tiene una pendiente baja con el rango entre el 0-18%, media baja con el 9,21% del área, es decir con un rango entre el 19 y 35%, media con el 33,25% del área con un rango entre el 36 y 67%, alta con el 29,03% de la cuenca con un rango entre el 68 y 100% y muy alta con el 25,35% con un rango mayor al 100% de pendiente (CORNARE, 2008). Lo que quiere decir, que para la mayor parte del área de la microcuenca, las pendientes, condicionan los índices de protección por la vegetación, por lo que su uso debe ser revisado e intervenido, con el fin de intervenir las condiciones de amenaza de la microcuenca por avenidas torrenciales.

Índices de protección del suelo por la vegetación en la microcuenca La Guayabal. 

Tabla 1: Índices de protección del suelo por la vegetación en la microcuenca La Guayabal. Fuente: Elaboración propia a partir de (Mintegui Aguirre & Robredo Sánchez, 2008)

A partir de la metodología propuesta por Mintegui Aguirre y Robredo Sánchez, y la información disponible para la microcuenca, se clasificó tal como se desarrolla en la Tabla anterior, el índice de protección que tiene la cobertura actual del uso del suelo en la microcuenca, de esta forma se tiene que el 51,18% del área de estudio, presenta un índice de protección de 0,3; que corresponde a usos de cultivos densos y uso pecuario, es decir un índice muy bajo, que requiere una intervención en prácticas agrícolas y ambientales que sean más compatibles con la aptitud del uso del suelo y permita mejor la calidad del suelo y la cobertura para poder reducir la amenaza por avenida torrencial.

Concorna antioquia (1)

Foto  2: Cocorná, Antioquia, Colombia. Fuente: Viajar en verano

Los siguientes usos, con un factor de protección de 0,4 y 0,5, son los definidos por el uso urbano, cultivos agrícolas sin prácticas de conservación de suelos, y uso forestal con ecosistemas degradados e intervenidos, los cuales se presentan en áreas de pendiente media (entre 18% y 24%), es decir, la pendiente comprendida entre la iniciación de la erosión y la de arrastre total, y con un área correspondiente al 41,06% de la microcuenca. Estas áreas requieren igualmente una intervención, que permita ampliar la cobertura vegetal y con prácticas de conservación de suelos. Finalmente, se tiene el uso forestal por área de protección declarada y cultivos silvopastoriles: árboles, algunos rastrojos, arbustos, matorrales y espacios naturales con los pastos y forrajes, que corresponden solamente al 7,73% del área de la microcuenca y con un índice de protección de 1,0 y 0,9.

De acuerdo con estos resultados, es evidente, que para poder disminuir la amenaza por avenidas torrenciales en la microcuenca de La Guayabal, es necesario aumentar la reforestación, dado que estas aumentan las escorrentías en la cuenca y la regulación hídrica, no afecta a la erosión del suelo sino por el contrario ayuda a mitigar sus efectos por la interceptación, infiltración y retención de agua, además de evitar mayores pérdidas de suelo, que pueden aportar material en las avenidas torrenciales.

Ahora bien, frente al análisis de la reforestación como instrumento de captura de carbono en la microcuenca la guayabal, se tiene que los proyectos forestales en la mitigación de los gases de efecto invernadero, se pueden agrupar en 3 tipos, los enfocados a la conservación del carbono, es decir el control de las tasas de deforestación, protección de bosques, manejo forestal, entre otros, los proyectos de captura de carbono, a partir de las plantaciones forestales, aumento de la cobertura de bosques, agroforestería e intervención de bosques degradados y los proyectos de sustitución de carbono, enfocados al reemplazo de combustibles fósiles (Russo, 2009).

Para el caso del trabajo que ocupa este trabajo, y de acuerdo con las características que presenta la microcuenca La Guayabal, se tiene que las características agroecológicas (alta precipitación, suelos moderadamente profundos y bien drenados, buena radiación solar, alta luminosidad) propician un rápido desarrollo de los bosques y una acelerada producción de biomasa forestal (CORNARE, 2008), lo que permite que sea factible el desarrollo de proyectos enfocados a la conservación del carbono y a proyectos de captura de carbono.

De acuerdo con lo desarrollado en el numeral 7.1 del presente documento, se concluye que la microcuenca posee aproximadamente un 40% del área en coberturas que protegen el suelo y contribuyen con el mantenimiento y la regulación de los caudales, la captura de carbono, la regulación de la temperatura, la conservación y protección de la biodiversidad, mientras que el 60% restante se encuentra en cultivos y pastos, en su mayoría como soporte de la economía de su población.

Ahora bien, y teniendo en cuenta las características de la microcuenca, es factible el desarrollo de proyectos de Mecanismos de Desarrollo Limpio (MDL), que incluya las plantaciones forestales y los bosques existentes a un bajo costo. En estos proyectos, se pueden incluir acciones enfocadas a los sistemas agroforestales, plantaciones protectoras, plantaciones forestales y proyectos REDD + (Reducción de emisiones por deforestación y degradación) como alternativas de mitigación en áreas de bosques (Chavarro M, 2008, como se citó en (Patiño Forero, 2018)).

De esta forma, se tiene que a 558,48 de la microcuenca La Guayabal (las definidas como áreas para la recuperación ambiental, específicamente en las áreas de alta pendiente, rondas hídricas y partes altas de la microcuenca) son aptas para el desarrollo de proyectos de conservación de carbono, según el análisis realizado en el numeral anterior, y 136,87 Ha (producción agroforestal) podrían destinarse a proyectos de captura de carbono. Es necesario anotar, que este análisis es meramente descriptivo, enfocado al potencial de desarrollo de proyectos MDL, dado que estimar la biomasa total, almacenamiento y fijación de carbono atmosférico en biomasa arriba y abajo del suelo en plantaciones forestales y sistemas agroforestales existentes en la microcuenca, requieren mediciones en campo, que permitan definir el potencial de almacenamiento del carbono, y no es el alcance del presente trabajo. (Patiño Forero, 2018).

De acuerdo con el estudio citado de captura en biomasa en plantaciones forestales y sistemas agroforestales en una localidad del departamento del Tolima en Colombia, se tiene que los sistemas agroforestales y las plantaciones forestales capturan grandes cantidades de carbono atmosférico, con valores que van de 18,6 a 64,4 Mg C por hectárea, lo que demuestra la importancia de estos ecosistemas en la mitigación del cambio climático, adicional a ello, la importancia de estos sistemas de uso del suelo radica en que además de mitigar el cambio climático generan productos u otros servicios que apoyan el bienestar de los productores y sus familias. Aunque no es comparable, con el área de estudio, tomando simplemente como referencia el valor más bajo de 18,6 MG C ha, las 292 hectáreas de la microcuenca La Guayabal que se encuentran en bosque primario y secundario, podrían almacenar 5.431,2 Mg C ha-1 por año (Patiño Forero, 2018).

Conclusiones

De acuerdo con la documentación revisada y analizada, se pude decir como conclusión general que la reforestación intercepta fuertemente la escorrentía superficial, donde la cobertura vegetal (bosques, plantaciones forestales, sistemas agroforestales), juega un papel importante en la retención e infiltración, aportando de esta forma en la disminución de la amenaza por avenidas torrenciales.

En el análisis del estudio de caso, y según la aplicación del índice de protección de una cuenca como factor detonante de una avenida torrencial, se tuvo que el uso actual del suelo de la microcuenca La Guayabal genera unos conflictos de uso del suelo, que hacen que el 51,18% del área de estudio, presenta un índice bajo de protección (0,3), que requiere una intervención en prácticas agrícolas y ambientales que sean más compatibles con la aptitud del uso del suelo y permita mejor la calidad del suelo y la cobertura para poder reducir la amenaza por avenida torrencial.

Frente al análisis de la reforestación como instrumento de captura de carbono, solo se obtuvieron resultados descriptivos, dado que se requieren metodologías robustas y mediciones en campo, para obtener insumos que puedan dar cuenta del potencial de desarrollo de proyectos de reforestación o de MDL a partir de la captura de carbono, por lo tanto, solo se pudo evidenciar la importancia de los bosques y sistemas forestales para la mitigación del cambio climático, a partir de la bibliografía consultada.


Reseña del Autor

Fotos Contenidos (1)Reseña del autor: Jorge Andrés Castro Rivera, es Administrador Ambiental de profesión, egresado de la Universidad Tecnológica de Pereira (Colombia) y máster en gestión ambiental urbana, por la Universidad Nacional de Córdoba (Argentina). Recientemente se graduó del Máster de Gestión del Riesgo de Desastres y Gobernanza Climática de Structuralia.

Tiene una experiencia profesional de más de 20 años, especialmente en las áreas de planificación y políticas y gestión pública, gestión del riesgo de desastres y evaluación ambiental de proyectos en diferentes sectores: Así mismo es docente universitario en el área ambiental y gestión del riesgo de desastres.

Testimonio del autor:

1. ¿Qué es lo que más destacarías del máster?

"El máster en gestión del riesgo de desastres y gobernanza climática, tiene varios puntos destacables: sus profesores son personas destacadas en las temáticas que imparten, lo cual se vio reflejado en el contenido. Igualmente, el diseño y contenido de los diferentes módulos abarcan ampliamente la temática de la gestión del riesgo y la gestión del cambio climático, lo que lo hace muy completo, con un nivel de profundidad suficiente para formarse adecuadamente."

2. ¿En crees que te va ayudar en tu desarrollo profesional?

"Particularmente, mi campo profesional actual es la gestión del riesgo de desastres, por lo que considero que haber cursado el máster me brindó las herramientas necesarias para ahondar en el campo de estudio de los riesgo de desastres y los riesgos climáticos. Considero que me puede ayudar a escalar profesionalmente, en cargos en los que pueda marcar una diferencia en las políticas públicas."

3. ¿Por qué elegiste Structuralia?

"La modalidad virtual que tiene Structuralia es muy conveniente para profesionales que como yo, no siempre tienen horarios fijos para dedicarse el estudio. Por lo tanto, poder contar con los módulos disponibles en todo momento y lugar, lo hace ideal para avanzar profesionalmente."


Arquitectura sostenible

¡Comparte con tus contactos!

Quizá te puede interesar

Ingeniería y tecnología: 8 campos que están cambiando al mundo

El avance de la ingeniería y la tecnología no para, y estos 8 campos son los que más impacto tendrán en el futuro.


Leer más >>

Ecología en los ciclos productivos: ejemplos de economía circular

Los ejemplos de la economía circular son claves para entender los desafíos de la industria, la energía y el medio ambiente.


Leer más >>