Marco A. Mora-Ramírez
Facultad de Ciencias Químicas
¿Qué es el metano y de dónde viene?
Primero que todo, debemos comenzar platicando acerca del metano (CH4), que es un gas de efecto invernadero muy potente, incluso más que el famoso dióxido de carbono (CO2). Es decir, la molécula de CH4 atrapa más calor que la molécula del CO2. Sin embargo, el CH4 puede persistir en la atmosfera entre 7 a 12 años, esto significa que tiene un tiempo de vida relativamente corto en comparación con el tiempo de vida del CO2 que puede persistir en la atmosfera durante cientos de años. Por esta razón, el CH4 ocupa el segundo lugar de importancia ante el problema del calentamiento global. En los últimos 200 años el CH4 se ha incrementado prácticamente al doble. Este incremento es responsable de un 20-30% del calentamiento global del planeta, que comenzó en 1750 con la revolución industrial. La cantidad de CH4 en la atmosfera es relativamente fácil de calcular. Sin embargo, es complicado determinar de donde viene. Se estima que el 60% de las emisiones de CH4 provienen de actividades relacionadas con el ser humano. A saber, la agricultura, la ganadería, la descomposición de los residuos en los tiraderos de basura, y los embalses. Por ejemplo, en el caso de la ganadería, el estiércol y las emisiones gastroentéricas representan el 32% de las emisiones de CH4 causadas por el hombre. Ahora, si recordamos que el crecimiento demográfico y el desarrollo económico estimulan la demanda de proteína animal, se espera que la ganadería aumente sus actividades generando más emisiones de CH4. Por su parte los tiraderos de basura generan biogás, mediante la descomposición de materia orgánica. Ahora bien, los embalses son cuerpos de agua formados por una construcción en el lecho de un río o arroyo que cierra parcial o totalmente su cauce. En el mundo los embalses emiten alrededor de 18 millones de toneladas de metano a la atmósfera cada año (EPA, 2024). Es importante resaltar que a nivel global se han hecho un sin número de esfuerzos por reducir las emisiones de CO2. Sin embargo, al mismo tiempo los científicos en diversas partes del mundo han señalado que las emisiones de CH4 a partir de embalses están aumentando, pero a pesar de ello se ha puesto poca atención a este tema por parte de los tomadores de decisiones.
El calentamiento global y el aumento de emisiones de CH4
Además de poca atención al tema de las emisiones de CH4 desde los embalses, el calentamiento global genera un aumento de la temperatura de los sistemas acuáticos, incluidos los embalses, y por lo tanto en general estos sistemas están perdiendo oxígeno (Zhu, et al., 2020), lo que propicia la producción de CH4, que a su vez retroalimenta el problema de calentamiento global. El caso del municipio de Puebla no es la excepción, al sur de este se ubica la presa Manuel Ávila Camacho construida en 1946, y es conocida más comúnmente como el lago de Valsequillo. En este embalse confluyen los ríos Atoyac y el Alseseca, que como es bien sabido llegan a este sitio después de haber recibido escorrentías de productos químicos de la agricultura y la industria, en otras palabras, llega a este sitio agua altamente contaminada. No siempre fue así, se cuenta que la presa Manuel Ávila Camacho, en sus inicios fue reconocida como una obra de ingeniería que permitiría proveer de recursos hídricos a el campo de la región, y al mismo tiempo que en ella se realizaban actividades deportivas acuáticas con el turismo local e internacional. Sin embargo, hoy en día es una fuente de emisiones de CH4, entre otros, debido a la proliferación de algas, que puede ocurrir cuando el exceso de nutrientes ingresa a los cuerpos de agua como producto de la ya citada escorrentía de productos químicos de la agricultura y la industria. Las algas del Valsequillo en algún momento mueren y propician un ambiente pobre en oxígeno para el agua que permite que se formen organismos productores de metano que viven en el sedimento del lago de Valsequillo. Estos organismos generan burbujas llenas de metano, que emergen desde el suelo en el fondo del lago y suben a la superficie. Esta la manera grosso modo en que el lago de Valsequillo está generando emisiones de CH4 a la atmosfera y por lo tanto contribuyendo al calentamiento del planeta. Además de esto, también existe la posibilidad de que las burbujas en su ascenso a la superficie tomen algún otro camino, en ese caso nos preguntamos ¿qué pasaría si estas burbujas no pueden salir a la superficie en la atmosfera y quedan atrapadas debajo de alguna capa de tierra? Lo que ocurriría es una acumulación de metano. Todos sabemos que el CH4 es un gas inflamable, y por esta razón se acusa que la presencia de CH4 ha ocasionado incendios o explosiones (leves) en zonas aledañas a la presa de Valsequillo.
Recapitulando, el CH4 es un gas de efecto invernadero muy potente que contribuye al calentamiento global y ciertamente tiene menos atención que el CO2. Sin embargo, en años recientes se ha visto un aumento de las emisiones de CH4 en particular las asociadas a los embalses. En este contexto es urgente medir las emisiones de CH4 de embalses, en nuestro caso del lago de Valsequillo, dado que se hay indicios de la acumulación de CH4 que han ocasionado incendios, al mismo tiempo es importante evaluar la cantidad de CH4 para contribuir a la reducción del calentamiento global.
¿Cómo medir el CH4?
Primero vamos a tratar de explicar algunos detalles de las vías de intercambio entre el agua y el aire que conllevan al proceso de liberación del CH4 a la atmosfera. A partir de los sedimentos se forman burbujas llenas de CH4 que ascienden a través de la columna de agua (ebullición) y en la etapa final llegan hasta la superficie (interfaz) donde el metano asciende con cierta rapidez, pero ahora en una columna de aire (difusión). Un dato curioso es que las burbujas de CH4 ascienden con mayor rapidez que el CH4 cuando está en el aire. En otras palabras, el CH4 recién salido del agua asciende muy lentamente en comparación con la rapidez que ascienden las burbujas. La rapidez de difusión del CH4 en el aire dependerá de las condiciones meteorológicas (viento, temperatura). Las cámaras o recipientes flotantes son una de las técnicas más comúnmente utilizadas para medir CH4. Se coloca una cámara sellada en la superficie del agua y se registra la concentración de CH4 dentro de la cámara al inicio y al final del experimento que usualmente tiene una duración de una hora. La diferencia de concentraciones al inicio y al final sirve para determinar el flujo de CH4 de la superficie del lago hacia la atmosfera. Esta técnica y algunas variantes permiten determinar los flujos del CH4 en el agua y en el aire. Sin embargo, el primer reto sobre la medición de emisiones de CH4 en las presas y embalses es la falta de datos durante todo el año. Ya que estas técnicas de monitoreo tradicionales requieren que los investigadores desplieguen instrumentos durante períodos cortos de tiempo en diferentes lugares dentro de un cuerpo de agua. Estos métodos requieren mucho esfuerzo de mano de obra y, por seguridad y conveniencia, se restringen en gran medida a las horas de luz. Como resultado tenemos datos solo diurnos y únicamente en algunas épocas del año. En el caso del lago de Valsequillo existen datos de campañas de monitoreo (Laug, 2016). Sin embargo, se requiere aún más esfuerzo, de manera que se mida de manera sistemática el CH4 en esta zona.
Además de la ya evidenciada mala calidad del agua y del aire, de los problemas en salud que ocasiona a los pobladores cercanos a la zona, y de las áreas de oportunidad (turística, de recreación, etc.) que se desaprovechan por las condiciones actuales del lago de Valsequillo. En este texto hemos agregado elementos adicionales e importantes, del porque es urgente recuperar el lago de Valsequillo.
