evaluación de la calidad del aire en 8 zonas de la ciudad
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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería
1-1-2015
Evaluación de la calidad del aire en 8 zonas de la ciudad de Evaluación de la calidad del aire en 8 zonas de la ciudad de
Bogotá utilizando los líquenes como bioindicadores Bogotá utilizando los líquenes como bioindicadores
Egna Vanessa Figueroa Universidad de La Salle, Bogotá
Adriana Paola Méndez Montoya Universidad de La Salle, Bogotá
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Citación recomendada Citación recomendada Figueroa, E. V., & Méndez Montoya, A. P. (2015). Evaluación de la calidad del aire en 8 zonas de la ciudad de Bogotá utilizando los líquenes como bioindicadores. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/3
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EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE EN 8 ZONAS DE LA CIUDAD DE
BOGOTÁ UTILIZANDO LOS LÍQUENES COMO BIOINDICADORES
Presentado por:
EGNA VANESSA FIGUEROA
ADRIANA PAOLA MÉNDEZ MONTOYA
Directora:
DIANA ALEXANDRA DELGADILLO MÉNDEZ, MSc
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA
COLOMBIA
2015
EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE EN 8 ZONAS DE LA CIUDAD DE
BOGOTÁ UTILIZANDO LOS LÍQUENES COMO BIOINDICADORES
EGNA VANESSA FIGUEROA
ADRIANA PAOLA MÉNDEZ MONTOYA
Tesis para optar al título de Ingeniero Ambiental y Sanitario
Directora:
DIANA ALEXANDRA DELGADILLO MÉNDEZ, MSc
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA
COLOMBIA
2015
Nota de aceptación
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Firma Director de Programa
_________________________________
Firma de Jurado
__________________________________
Firma de Jurado
Bogotá D.C, 28 de Octubre de 2015
DEDICATORIA
A mis papas y mi hermana porque siempre me apoyaron y acompañaron durante el
transcurso de mi estudio universitario y me brindaron palabras de aliento frente a las
dificultades. A mis amigos cercanos por su apoyo incondicional.
Adriana Paola Méndez Montoya
A mi mami porque siempre me ha acompañado en el proceso de mi vida, preocupándose
para que yo salga adelante, guiándome y brindándome sus sabios consejos. A mi primita
(Laurita) que desde su nacimiento fue mi hermanita y aunque no está ahora a mi lado se
sentiría orgullosa de verme cumplir este sueño.
Egna Vanessa Figueroa
AGRADECIMIENTOS
A la profesora Bibiana Moncada, Jean Torres, Leonardo Romero, Diego Simijaca y las
personas que hacen parte del Grupo de Liquenólogos de Colombia por compartirnos sus
conocimientos.
A nuestra directora de Tesis Alexandra Delgadillo por su paciencia y guía durante este
Proyecto.
Tabla de contenido 1. Introducción ........................................................................................................................... 1
2. Planteamiento del problema ................................................................................................... 3
2.1 Descripción del problema ................................................................................................ 3
2.2 Formulación del problema ............................................................................................... 3
3. Justificación y delimitación del proyecto ............................................................................... 5
4. Marco de referencia ................................................................................................................ 6
4.1 Marco teórico ................................................................................................................... 6
4.1.1 Calidad del aire ......................................................................................................... 6
4.1.2 Calidad de aire en Bogotá. ........................................................................................ 7
4.1.3 Uso de los bioindicadores para evaluar contaminación atmosférica ........................ 9
4.1.4 Líquenes como bioindicadores de calidad de aire. .................................................. 10
4.2 Marco conceptual ........................................................................................................... 12
4.3 Marco legal. .................................................................................................................... 14
4.4 Antecedentes .................................................................................................................. 14
5. Objetivos .............................................................................................................................. 16
5.1 Objetivo general ............................................................................................................. 16
5.2 Objetivos específicos ..................................................................................................... 16
6. Metodología ......................................................................................................................... 17
6.1 Fase I: Revisión literaria ................................................................................................ 17
6.2 Fase II: Reconocimiento y caracterización de las zonas de estudio ............................... 17
6.3 Fase III: Recopilación de datos y recolección de muestras ............................................ 24
6.3.1 Selección y toma de datos de árboles en cada zona de estudio. .............................. 24
6.3.2. Medición de parámetros ambientales asociados a los árboles ............................... 24
6.3.3. Riqueza y porcentaje de cobertura liquénica. ........................................................ 24
6.4 Fase IV: Cálculos y análisis de datos. ............................................................................ 26
6.4.1 Cálculo del índice de Shannon para cada zona de estudio ...................................... 26
6.4.2 Cálculo de los índices de pureza atmosférica (IPA) para cada zona de estudio. .... 27
6.4.3 Relación de la riqueza y el porcentaje de cobertura liquénica con las
concentraciones de gases contaminantes .............................................................................. 28
6.4.4 Comparación de la riqueza y el porcentaje de cobertura liquénica entre las ocho
zonas de estudio. ................................................................................................................... 29
6.4.5 Categorización de la calidad el aire de cada una de las zonas ................................ 30
7. Resultados ............................................................................................................................ 32
7.1 Riqueza y cobertura liquénica ........................................................................................ 32
7.2 Índice de diversidad de Shannon. ................................................................................... 35
7.3 Cálculo de los índices de pureza atmosférica (IPA) para cada zona de estudio ............ 36
7.3.1 IPA de LeBlanc y De Sloover (1970) modificado por Rubiano (2002).................. 36
7.4. Relación de la riqueza y el porcentaje de cobertura liquénica con las concentraciones
de gases contaminantes ............................................................................................................. 37
7.5 Comparación de la riqueza y el porcentaje de cobertura liquénica entre las ocho zonas
de estudio .................................................................................................................................. 39
7.5.1 Coeficiente de similitud de Jaccard y análisis de clúster. ....................................... 39
7.5.2 Comparación del índice de Shannon entre las ocho zonas de estudio. ................... 41
7.5.3 Comparación del IPA de Calatayud–Lorente y Sanz entre las ocho zonas de estudio
............................................................................................................................................... 43
7.6 Categorización de la calidad el aire de cada una de las zonas ....................................... 44
7.6.1 Categorización de la calidad el aire de cada una de las zonas a partir del IPA de
LeBlanc y De Sloover. .......................................................................................................... 44
7.6.2. Categorización de las zonas a partir de los contaminantes atmosféricos. .............. 46
8. Discusión .............................................................................................................................. 47
9. Conclusiones ........................................................................................................................ 53
10. Recomendaciones ............................................................................................................... 55
11. Bibliografía ........................................................................................................................ 56
12 anexos .................................................................................................................................. 62
Tabla de Figuras
Figura 1. Mapa de la ciudad de Bogotá .................................................................................... 19
Figura 2. Vista satelital de las estaciones de RMCA en las zonas de estudio .......................... 23
Figura 3. Metodología de muestreo de líquenes. ..................................................................... 25
Figura 4. Cobertura de las morfoespecies según su hábito de crecimiento. ............................ 33
Figura 5. Representación en diagrama de barras del porcentaje de cobertura por cada género o
especie de líquen en cada una de las zonas estudiadas. ................................................................ 35
Figura 6. Índice de Pureza Atmosférica de LeBlanc y Sloover vs los contaminantes. ............ 39
Figura 7. Análisis clúster de similitud basado en las distancia euclidea entre las 8 zonas. ..... 41
Figura 8 Diagrama de cajas para comparar el índice de Shannon, entre las zonas
monitoreadas. ................................................................................................................................ 42
Figura 9 Diagrama de cajas entre el índice de Calatayud-Lorente y Sanz (índice por árbol) vs
las zonas. ....................................................................................................................................... 44
Figura 10 Categorización de las zonas de estudio a partir del IPA. ......................................... 45
Figura 11. Categorización de las zonas de estudio a partir del IBOCA. .................................. 46
Lista de Tablas
Tabla 1. Normatividad nacional e internacional sobre calidad de aire .................................... 14
Tabla 2. Características de las estaciones seleccionadas para el proyecto ............................... 21
Tabla 3. Clasificación de las estaciones según la zona, tipo de estación y altura del suelo ..... 21
Tabla 4. Caracterización de las avenidas y zonas verdes según las zonas elegidas para el
proyecto......................................................................................................................................... 23
Tabla 5. Listado taxonómico de líquenes presentes en el área de estudio ............................... 32
Tabla 6 Riqueza, Cobertura e índice de Shannon de las 8 zonas evaluadas ............................ 36
Tabla 7 Factor de tolerancia de los géneros o especies encontrados (Valor de Q). ................. 37
Tabla 8 Correlaciones de Spearman entre IPA, índice de Shannon con los contaminantes. ... 37
Tabla 9. Coeficiente de similitud de Jaccard ........................................................................... 40
Tabla 10 Análisis de covarianza para evaluar las diferencias en el índice de Shannon entre
zonas y la relación de las covariables Temperatura, humedad, pH, DAP y diámetro de la copa
con esta variable. ........................................................................................................................... 42
Tabla 11 Análisis de covarianza para evaluar las diferencias en el índice de pureza
atmosférica de Calatayud-Lorente y Sanz entre zonas y la relación de las covariables
Temperatura, humedad, pH, DAP y diámetro de la copa con esta variable. ................................ 43
RESUMEN
Bogotá, una ciudad con más de siete millones de habitantes (Secretaria Distrital de
Planeación de Bogotá, 2015) y epicentro de actividades industriales y comerciales, ha venido
presentando en los últimos años un incremento en los contaminantes atmosféricos. Uno de
los métodos para evaluar la calidad del aire es el uso de organismos bioindicadores como los
líquenes, que son sensibles a la contaminación atmosférica y resultan económicos de
muestrear (Baltanás, 2000). Por tal motivo, con este estudio se propuso evaluar la calidad de
aire usando los líquenes como bioindicadores en ocho zonas de la ciudad de Bogotá. Para
esto, en un radio de 500m en cada zona, se monitoreó la presencia de líquenes en los árboles,
determinando la riqueza y cobertura liquénica; se calculó el índice de Shannon y dos índices
de pureza atmosférica, y se evaluó la correlación entre estos parámetros y las concentraciones
de SOX, NOX, CO y material partículado (PM10) registradas por la Red de Monitoreo de
Calidad de Aire de Bogotá. Según los análisis estadísticos a partir de la correlación de
Spearman no se encontró significancia entre el índice de pureza atmosférica y los
contaminantes; sin embargo, la zona de Simón Bolívar con concentraciones menores de
contaminantes fue la que tuvo mayor riqueza y cobertura liquénica, registrándose la presencia
de géneros categorizados como sensibles a la contaminación atmosférica, seguida por la zona
de Sagrado Corazón con niveles altos de contaminación, y el resto de las zonas fueron
clasificadas como zonas de contaminación máxima.
Se concluye que la calidad del aire varía entre las diferentes zonas de la ciudad y que las
características de las zonas (presencia de árboles, fuentes de contaminación, dirección del
viento) son determinantes en la calidad del aire. Además, los líquenes resultaron buenos
bioindicadores, lo que se evidencia a través de la disminución de riqueza y abundancia de
especies de mayor sensibilidad en zonas altamente contaminadas y con la presencia de
especies sensibles en zonas menos contaminadas.
ABSTRACT
Bogota, a city with more than seven million inhabitants (District Department of
Planning of Bogota, 2015), and epicenter of industrial and commercial activities, has been
presented in recent years an increase in air pollutants. One method to assess the air quality is;
the use of bio-indicator organisms such as lichens, which are sensitive to air pollution, and
are economical to sample (Baltanás, 2000). Therefore, this study aimed to assess air quality
using lichens as bio-indicators in eight areas of Bogota. For this, within 500m in each area,
the presence of lichens on trees was monitored by determining the wealth and lichen
coverage; Shannon index and two levels of air purity were calculated, and the correlation
between these parameters and the concentrations of SOx, NOx, CO and particulate matter
(PM10) recorded by the Network for Monitoring Air Quality Bogota was evaluated.
According to statistical analysis based Spearman correlation was not significant between the
index of atmospheric purity and contaminants, however, the area of Simon Bolivar with
lower concentrations of pollutants, was what had greater wealth and lichen coverage,
registering the presence of genres categorized as sensitive to air pollution, followed by the
area of the Sacred Heart, with high levels of pollution, and the rest of the areas were
classified as areas of high pollution. It is concluded that air quality varies between different
areas of the city and the characteristics of the areas (presence of trees, pollution sources, wind
direction) are determining air quality. In addition, lichens resulting good bio-indicators, as
evidenced by the decline in species richness and abundance of greater sensitivity in highly
contaminated areas, and the presence of sensitive species in less polluted areas.
1
1. INTRODUCCIÓN
Bogotá es una ciudad con 1.587 Km2 y 7’891.422 de habitantes (Secretaria Distrital de
Planeación de Bogotá, 2015) que ha venido presentando un incremento en la contaminación
atmosférica relacionada con la emisión principalmente de material partículado, SOX, NOX, CO,
CO2, procedentes de la combustión del carbón y del petróleo, de la industria metalmecánica y de
otras industrias. Como consecuencia de esto, se ha registrado un incremento de enfermedades
respiratorias, siendo ésta la principal causa de morbilidad y mortalidad para la población
vulnerable, niños menores de cinco años y adultos mayores, (SDA, 2009). Además, la
contaminación atmosférica puede ejercer muchos efectos a corto y largo plazo sobre la salud de
las personas; por ejemplo, aumenta el riesgo de padecer enfermedades respiratorias agudas
(neumonía) y crónicas (cáncer de pulmón y las enfermedades cardiovasculares). Los efectos más
graves se producen en las personas que ya están enfermas y sobre los grupos más vulnerables,
como los niños, y las personas de la tercera edad (OMS, 2015).
Estos efectos nocivos de los contaminantes atmosféricos sobre la salud de los bogotanos
hacen que monitorear la calidad del aire de la ciudad sea una prioridad para generar estrategias
de control y regulación de las emisiones.
Para poder medir la contaminación en el aire han surgido técnicas complementarias a la
medición directa como el uso de bioindicadores. Dentro de los bioindicadores se encuentran los
líquenes, que son una asociación simbiótica entre un hongo específico, denominado micobionte y
un alga verde o cianobacteria denominada ficobionte (Cabrera & Giacobone, 2012). Por sus
hábitos de crecimiento, características fisiológicas, morfológicas y su sensibilidad a las
alteraciones atmosféricas, los líquenes han sido reconocidos como buenos indicadores de la
2
calidad de aire (Chaparro & Aguirre, 2002). En el caso particular de la ciudad de Bogotá que se
encuentra en crecimiento industrial y poblacional, contar con un monitoreo de la calidad de aire
más amplio y riguroso de las diferentes zonas de la ciudad y que apoye el monitoreo que se
realiza desde la Red de Monitoreo de Calidad de Aire de Bogotá, permitiría sin gastos
económicos tan elevados, ampliar la evaluación de la calidad el aire en la ciudad y así poder
generar planes de regulación y mitigación de la contaminación atmosférica.
Por lo anterior, el objetivo general de esta investigación fue evaluar la calidad de aire
usando los líquenes como bioindicadores en ocho (8) zonas de la ciudad de Bogotá, a partir de la
relación de la riqueza y abundancia de líquenes con los contaminantes atmosféricos (SOX, NOX,
CO y material partículado- PM10).
3
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2.1 Descripción del problema
Bogotá es una ciudad en crecimiento industrial y poblacional; este crecimiento trae
consigo el aumento de emisiones a la atmósfera. Aunque Bogotá cuenta con una red de
monitoreo de calidad de aire, compuesta por 13 estaciones fijas y una móvil, éstas no son
suficientes para el monitoreo de la contaminación atmosférica. Esto es debido a que los
elevados costos de los equipos que monitorean, la infraestructura y los criterios con los que
se diseña una red, no permiten ubicarlas en diferentes sitios.
Es por eso que a nivel mundial se comenzó de manera creciente a finales de los años 50s,
el uso de líquenes como bioindicadores de contaminación atmosférica (Fenton, 1961;
Gilbert, 1965; LeBlanc & Rao, 1966), a nivel nacional y local en 1986 por Rubiano. Los
líquenes se han puesto en marcha como organismos bioindicadores de la calidad del aire,
siendo una alternativa mucho más económica y de monitoreo continuo.
2.2 Formulación del problema
Para utilizar los líquenes como bioindicadores de la calidad del aire es necesario evaluar
qué tanto su abundancia y riqueza se relacionan con la contaminación atmosférica; una vez se
compruebe esta relación es posible identificar las diferencias de entorno de los lugares y
determinar las zonas más contaminadas en la ciudad de Bogotá. Por tal motivo, con esta
proyecto se evaluó, si la abundancia y riqueza liquénica se relacionan con la contaminación
atmosférica de 8 zonas elegidas de Bogotá, y si los valores de Índice de Pureza Ambiental se
relacionan con los valores de concentración de gases contaminantes (NOX, SOX, y CO y de
4
material partículado PM10), obtenidos a partir de la Red de Calidad de Aire de Bogotá. Lo
anterior para determinar si existen diferencias entre las ocho zonas elegidas.
5
3. JUSTIFICACIÓN Y DELIMITACIÓN DEL PROYECTO
La ciudad de Bogotá donde se desarrolló el estudio cuenta con una Red de Monitoreo de
Calidad de Aire, constituida por 13 estaciones fijas de monitoreo y una estación móvil, que se
disponen para avenidas principales o días representativos como el dia sin carro. (SDA, 2014).
Estas estaciones están distribuidas estratégicamente en varios puntos de la ciudad y
diariamente en estas se monitorean gases como SOx, NOx, CO, O3 y material partículado
(PM10), además de parámetros meteorológicos que son fundamentales a la hora de analizar
la dispersión de los contaminantes.
Para una ciudad con 7’981.442 de habitantes (Secretaria Distrital de Planeación, 2015), las
13 estaciones de monitoreo que proporciona la red de monitoreo de calidad de aire resultan
insuficientes, además los equipos con los que se evalúa la contaminación atmosférica del aire
son de elevados costos y actualmente no se tiene la capacidad de invertir en más estaciones.
Por lo anterior se propone usar nuevas técnicas para evaluar la contaminación atmosférica a
través del uso de líquenes como bioindicadores que por su sensibilidad y presencia
mundialmente permiten ser fácilmente monitoreados. (Chaparro ,2002) y resultan ser una
excelente opción para complementar los análisis físico-químicos de los muestreadores activos
que se usan en las estaciones de monitoreo
Este proyecto se limitó a la presencia, riqueza y abundancia de líquenes que se
encontraron y recolectaron en las 8 zonas escogidas: Corpas, Guaymaral, Ministerio del
Medio Ambiente, Simón Bolívar, Kennedy, Tunal, Las Ferias y Fontibón.
6
4. MARCO DE REFERENCIA
4.1 Marco teórico
4.1.1 Calidad del aire
La contaminación atmosférica puede ser definida como la presencia de sustancias extrañas
durante periodos de tiempo suficientemente prolongados como para producir efectos nocivos
sobre los organismos vivos. Entre los contaminantes más comunes, presentes en mayores
cantidades y que afectan la salud humana y del ecosistema, se incluyen el dióxido de azufre
(SO2), los óxidos de nitrógeno (NOX), el monóxido de carbono (CO), el ozono (O3), el plomo
(Pb) y el material partículado (hollín, cenizas y polvos). Todos éstos, con excepción del
ozono, son emitidos directamente a partir de las actividades industriales y en cierta extensión
por fuentes naturales como actividad geotérmica, oxidación de material orgánico, acción
volcánica, descargas eléctricas de tormentas, incendios forestales entre otras (MAVDT, 2011;
Ayora, 2010).
A nivel mundial, la combustión es la principal causa de la contaminación atmosférica,
principalmente el nivel urbano y los corredores industriales son los que más demandan el uso
de energía por lo tanto mayor combustión, sumando el crecimiento exponencial de la
población y las actividades industriales (SIAC, 2011).
La exposición a los contaminantes atmosféricos está en gran medida fuera del control
personal y requiere medidas de las autoridades públicas a nivel nacional, regional e
internacional (OMS, 2015).
La contaminación atmosférica tiene efectos a distintas escalas que van desde cambios locales
en ciudades, hasta procesos globales que afectan el ambiente de todo el planeta, como el agujero
7
de la capa de ozono estratosférico (Gallego et al., 2012); además, la contaminación atmosférica
puede ejercer muchos efectos a corto y largo plazo sobre la salud de las personas; por ejemplo,
aumenta el riesgo de padecer enfermedades respiratorias agudas (neumonía) y crónicas (cáncer
de pulmón y las enfermedades cardiovasculares). Los efectos más graves se producen en las
personas que ya están enfermas y sobre los grupos más vulnerables, como los niños, y las
personas de la tercera edad (OMS, 2015).
Se calcula que en el mundo 1.3 millones de personas mueren al año a causa de la
contaminación atmosférica y más de la mitad de casos ocurren en países en desarrollo. Los
habitantes de las ciudades donde hay niveles elevados de contaminantes atmosféricos padecen
más enfermedades cardiacas, problemas respiratorios y cáncer de pulmón que quienes viven en
zonas urbanas donde el aire es más limpio (OMS, 2015).
4.1.2 Calidad de aire en Bogotá.
Bogotá es el centro industrial más importante de Colombia, presentándose todo tipo de
actividades económicas que influyen en la emisión de contaminantes atmosféricos.
Adicionalmente, la dinámica de crecimiento demográfico que enfrenta la ciudad de Bogotá,
representa una serie de amenazas para el medio ambiente y para la población, y con el
incremento en las actividades industriales, las mayores tasas de movilidad y el aumento del
consumo de combustible se ha generado una preocupación por parte de las autoridades
ambientales y de salud pública de la ciudad (Franco, 2012).Las medidas de control de la
contaminación que han sido implementadas hasta el momento se han visto opacadas por el
aumento de las emisiones que resultan de lo anteriormente mencionado (Gaitán et al., 2007).
Dentro de los contaminantes figuran el monóxido de carbono, el dióxido de nitrógeno, el
azufre, y el material partículado, siendo el último el más alarmante, debido a que es el único
8
contaminante para el cual se incumple de manera permanente la normatividad ambiental
nacional vigente (Resolución 601/10 de calidad del aire en Colombia).
Para monitorear los niveles de contaminación, Bogotá cuenta con una Red de Monitoreo
de Calidad del Aire (RMCAB) compuesta por 13 estaciones de monitoreo fijas y una móvil,
distribuidas en puntos clave de la ciudad. La red tiene como objetivo realizar operativos
permanentes de monitoreo y control de fuentes fijas y móviles, para lo cual obtiene, procesa y
divulga la información de cada estación de monitoreo, evaluando el cumplimiento de los
estándares de calidad de aire en la ciudad de Bogotá. La RMCAB recolecta la información
sobre la concentración de los contaminantes de origen antropogénico y natural y el
comportamiento de las variables meteorológicas que regulan la distribución de los mismos en
la atmósfera bogotana (Gaitán et al., 2007). Con estos datos se calcula el Índice Bogotano de
Calidad de Aire (IBOCA), clasificando las estaciones de monitoreo en seis categorías:
favorable, moderado, regular, mala, muy mala y peligrosa.
A partir del monitoreo realizados por la Red de Calidad de Aire, En el año 2005, Bogotá
fue catalogada como uno de los centros urbanos con mayor contaminación atmosférica en la
región (OMS, 2005). Adicionalmente, para los años 1997 y 2008 se registraron altos niveles
de concentración de material partículado respirable (PM10), superando los niveles máximos
permitidos establecidos por la normatividad nacional (50μg/m3) (Franco, 2007). La
consecuencia fue el incremento de enfermedades respiratorias, siendo esta la principal causa
de morbilidad y mortalidad para la población vulnerable, niños menores de cinco años y
adultos mayores, (SDA, 2009).
En otro estudio realizado por la Secretaría Distrital de Salud de Bogotá en el año 2010, se
analizó una muestra de 610 niños menores de 5 años expuestos a diferentes niveles de
9
concentración de material partículado menor a 10 micras (PM10), en las localidades de
Puente Aranda, Kennedy y Fontibón. El 79,6% de los niños presentaron chillidos o silbidos
en el pecho en los jardines infantiles ubicados en las zonas de mayor exposición. Al estar
expuestos a mayor contaminación del aire tienen 1,7 veces más riesgo de ausentismo escolar
por enfermedad respiratoria. (MAVDT, 2011). Estos efectos nocivos de los contaminantes
atmosféricos sobre la salud de los bogotanos hacen que monitorear la calidad del aire de la
ciudad sea una prioridad para generar estrategias de control y regulación de las emisiones
4.1.3 Uso de los bioindicadores para evaluar contaminación atmosférica
Los bioindicadores permiten evaluar el impacto de los contaminantes que estos puedan
generar, al ser estos métodos bastante rápidos y de bajo costo, permiten incrementar el
número muestras o sitios de muestreo, y un diagnóstico de los agentes contaminantes sobre
los seres vivos y los ecosistemas, mediante la observación de las respuestas que estos pueden
desarrollar frente a los diversos contaminantes (Rubiano & Chaparro, 2006).
4.1.3.1 Ventajas del uso de bioindicadores.
Las ventajas de los bioindicadores son: tienen un bajo costo, presencia histórica
mundialmente, observación de efectos fisiológicos, identificación de fuentes contaminantes y
no necesitan mantenimiento ni electricidad (Baltanás, 2000).
4.1.3.2 Desventajas del uso de bioindicadores.
El empleo de los bioindicadores como herramientas de evaluación de la calidad ambiental
es un procedimiento indirecto, no mide directamente las variables abióticas. Se hacen
necesarios estudios adicionales que demuestren la correlación entre variables bióticas y
abióticas, así como la relación causa efecto entre la variable que se quiere medir y la medida
indicadora. (Baltanás, 2000); además los bioindicadores tienen limitaciones de precisión, en
10
comparación con los métodos físico-químico (Por ejemplo, muchos bioindicadores no
ofrecen datos cuantitativos) (Baltanás 2000), igualmente de tener limitaciones de
reproducibilidad, tanto a una escala espacial como temporal, es decir, resulta difícil aplicar la
misma metodología en dos lugares o momentos diferentes, porque las circunstancias o
ambientes son diferentes. No se pueden extrapolar los resultados de una zona o época a otra
distinta. Se hace necesaria la estandarización de los protocolos de seguimiento biológico del
medio ambiente, que tengan en cuenta las diferencias entre ecosistemas, circunstancias
climatológicas, etc. (Baltanás, 2000).
4.1.4 Líquenes como bioindicadores de calidad de aire.
Dentro de los bioindicadores se encuentran los líquenes, que se tratan de una entidad
vegetal con características especiales entre un alga y un hongo (Schwendener, 1868). En la
asociación liquénica no importa cuál sea el grado de participación de los simbiontes, lo
importante es que conduce a la formación de organismos capaces de prosperar en medios
muy diversos de la naturaleza, aun en aquellos ambientes en donde no podrían vivir
separados cada uno de sus constituyentes. Al hacerlo como líquenes su distribución
geográfica es más amplia y se da en mayor diversidad de ambientes, siendo una gran ventaja
con relación a otros vegetales (Chaparro, 2002), por estas características de crecimiento,
características fisiológicas, morfológicas y su sensibilidad a las alteraciones atmosféricas, los
líquenes han sido reconocidos como buenos indicadores de la calidad de aire (Chaparro &
Aguirre, 2002).
Según Loppi & Pirintsos (2003), la eficacia de los líquenes en la evaluación de la calidad
del aire deriva de sus características biológicas: carecen de raíz y sistemas de conducción, lo que
los hace depender completamente de la atmósfera y del sustrato en el que viven para su
11
metabolismo; no tienen estructuras selectivas o protectoras del medio externo (epidermis o
cutícula) que actúen como barrera protectora ante las sustancias del ambiente (por esto, los
procesos de absorción de aerosoles y gases ocurren sobre toda la superficie de sus talos); no
poseen mecanismos de eliminación de los contaminantes; son cosmopolitas pero al mismo
tiempo se desarrollan en ambientes con características bien definidas; son perennes con
crecimiento lento y gran longevidad. (Loppi & Pirintsos, 2003)
No todas las especies de líquenes responden del mismo modo, las más sensibles
desaparecen con las primeras alteraciones, mientras que las especies tolerantes permanecen e
incluso inicialmente van aumentando su presencia, hasta que llega un nivel de concentración de
contaminantes demasiado elevados que provocan su desaparición, produciéndose el llamado
desierto liquénico (Moreno et al., 2006).
4.1.4.1 Métodos para medir la contaminación atmosférica mediante líquenes.
Mundialmente se han hecho esfuerzos para establecer diversos métodos para medir y
correlacionar la contaminación del aire con los líquenes (Cristofolini et al., 2008; Policnik et
al., 2008; Giordani 2007, Nali et al., 2007). Los líquenes pueden ser utilizados como
bioindicadores de contaminación atmosférica en dos formas diferentes (Conti et al., 2001):
1) Índice de pureza atmosférica (IPA), por sus siglas en inglés (LeBlanc 1972), el cual se
basa en la distribución cuantitativa y cualitativa de las epífitas en el área investigada. Este
método fue propuesto por (García & Rubiano 1984) y reformulado por (Steubing &
Fangmeier 1992), que se basa en un análisis de presencia o ausencia de especies sensibles
o tolerantes para expresar un nivel integral de calidad del aire y zonificar el área de
estudios en diferentes niveles de contaminación.
12
2) Muestreo individual de especies de líquenes y medición de contaminantes que se
acumulan en sus talos. Mediante el muestreo de especies de líquenes es posible realizar
estudios a través del análisis directo de los contaminantes en sus talos, mediante este
método es común el trasplante de muestras de líquenes a zonas donde no hay líquenes, a
causa del alto grado de contaminación. El método se basa en evaluar la salud del talo y su
grado de daño, el cual se expresa como un porcentaje de la superficie de talo dañado
(Conti et al., 2001).
4.2 Marco conceptual
Aire: Es el fluido que forma la atmósfera del planeta, está constituido por una mezcla
gaseosa cuya composición normal es 20% de oxígeno, 77% de nitrógeno y proporciones
variables de gases inertes y vapor de agua en relación volumétrica. (Melic, 1993)
Bioindicadores: Son atributos de los sistemas biológicos que se emplean para estudiar
alguna característica de su ambiente. Suelen ser especies o asociaciones de éstas, y también
incluso poblaciones o comunidades. (Guerrero et al., 2006)
Bioacumuladores: Organismos que acumulan sustancias particulares dentro de sus
tejidos, cuyas concentraciones se determinan mediante métodos químicos. (Guerrero et al.,
2006)
Bioacumulación: Significa un aumento en la concentración de un producto químico en un
organismo biológico en un cierto plazo, comparada a la concentración del producto químico
en el ambiente. Se analizan (metabolizado) o se excretan los compuestos acumulan en cosas
vivas cualquier momento se toman y se almacenan más rápidamente que ellos. (Guerrero et
al., 2006)
13
Contaminación Ambiental: Se denomina contaminación ambiental a la presencia en el
ambiente de cualquier agente (físico, químico o biológico) o bien de una combinación de
varios agentes en lugares, formas y concentraciones tales que sean o puedan ser nocivos para
la salud, la seguridad o para el bienestar de la población, o bien, que puedan ser perjudiciales
para la vida vegetal o animal, o impidan el uso normal de las propiedades y lugares de
recreación y goce de los mismos. (Ciudad Argentina, 1996)
Especies indicadoras: Son aquellos organismos (o restos de los mismos) que ayudan a
descifrar cualquier fenómeno o acontecimiento actual (o pasado) relacionado con el estudio
de un ambiente. (UNAD, 2012).
Forófitos: Es el sustrato para los líquenes cortícolas es decir que crecen sobre la corteza
de los árboles. (Eduardo et al., 2009)
Hábito: Es la forma de crecimiento de los líquenes. Siendo este folioso, fruticoso y
costroso. (Eduardo et al., 2009)
Indicador: Es un parámetro que caracteriza el estado de un sistema (natural), es un medio
que dispone el hombre para observar con sus sentidos en tiempo breve un fenómeno que
escapa a su percepción normal. (UNAD, 2012).
Liquen: Es una asociación entre un micobionte (hongo) y un fotobionte (alga), que se
mantiene por sí misma. Los líquenes se incluyen dentro del reino de los Hongos, en este
grupo de organismos se ha descrito unas 20.000 especies (Cabrera & Giacobone, 2012)
Monitoreo de la calidad del aire: Consiste en medir, analizar y procesar continuamente
las concentraciones de contaminantes en un el lugar y tiempo determinado. (SDA, 2014)
Riqueza: Número de especies presentes en un lugar. (Melic, 1993)
14
Red de Calidad de aire de Bogotá Es un sistema de monitoreo ambiental continuo, con
transmisión de datos vía telefónica (fija y celular). Cuenta con 13 estaciones de medición con
disponibilidad de datos meteorológicos y de contaminación del aire. (SDA, 2014)
4.3 Marco legal.
Tabla 1. Normatividad nacional e internacional sobre calidad de aire
Norma Descripción
NACIONALMENTE Constitución Política Colombia
1991
Artículo 79. Derecho a gozar de un medio ambiente sano
Resolución 610 de 2010
Por la cual se establece la Norma de Calidad del Aire o Nivel de
Inmisión, para todo el territorio nacional en condiciones de referencia.
La norma da a conocer los conceptos necesarios para que sea
comprendida, en nuestro tema de interés, especifica los niveles
máximos permisibles para contaminantes criterio, con tiempos de
exposición anuales, diarios y horarios dependiendo del contaminante
INTERNACINALMENTE Agencia de Protección Ambiental
de Estados Unidos –USEPA
Con el fin de tener una información de referencia en cuanto a algunos
contaminantes del aire no contemplados aún por la legislación
colombiana se tienen en cuenta unos valores guía recomendados.
Fuente: Autoras, 2015
4.4 Antecedentes
Investigaciones en Colombia han evaluado el uso potencial de los líquenes como
indicadores de la cantidad del aire, y el efecto de los contaminantes atmosféricos en la
riqueza y abundancia de estos organismos. Por ejemplo, en un estudio realizado en 1986 por
Rubiano, en el complejo industrial de Betania y en la termoeléctrica de Zipaquirá en el
departamento de Cundinamarca, se encontró que las emisiones de partículas sólidas, óxidos
de azufre y nitrógeno afectaron a especies de líquenes sensibles haciendo que estas
desaparecieran, sobreviviendo únicamente las más tolerantes (Rubiano, 1986).
En el año 2004, en la ciudad de Bogotá, García llevó a cabo un estudio a partir del uso
de líquenes en el sector de Cedritos. Midiendo la frecuencia y diversidad de los líquenes se
15
calculó el índice de pureza atmosférica para usarlo en un mapa de estrés atmosférico. García,
encontró que las zonas donde había mayor desarrollo vial (mayor tráfico vehicular), existía
poca diversidad de líquenes.
En el 2006, Rubiano & Chaparro utilizaron la capacidad bioindicadora de los líquenes
para evaluar la calidad del aire en cuatro zonas dentro de las instalaciones de la Universidad
Nacional de la ciudad de Bogotá. A partir del cálculo del índice de pureza atmosférica, los
autores concluyeron que las zonas con alta contaminación estaban asociadas a fuentes fijas y
móviles, mientras que las zonas consideradas como de baja contaminación estaban
directamente influenciadas por zonas arbóreas que formaban barreras de protección y
mitigaban el grado de concentración de los contaminantes
En el 2010, se realizó un estudio en el Valle de Aburrá en Medellín, seleccionando dos
áreas de muestreo alrededor de dos estaciones de la Red de Monitoreo de Calidad de Aire de
Medellín, una con alta contaminación (edificio Miguel de Aguinaga) y otra con baja
contaminación (Universidad de Medellín). El estudio concluyó que los reportes brindados por
la Red de Monitoreo de Calidad de Aire coincidían con los resultados obtenidos a partir del
muestreo con los líquenes (Jaramillo & Botero, 2010).
Todos estos estudios demuestran el potencial del uso de los líquenes como bioindicadores
de la calidad del aire. En el caso particular de la ciudad de Bogotá que se encuentra en
crecimiento industrial y poblacional, contar con un monitoreo de la calidad de aire más
amplio y riguroso de las diferentes zonas de la ciudad y que apoye el monitoreo que se realiza
desde la Red de, Monitoreo de Calidad de Aire de Bogotá, permitiría sin gastos económicos
tan elevados, ampliar la evaluación de la calidad el aire en la ciudad y así poder generar
planes de regulación y mitigación de la contaminación atmosférica.
16
5. OBJETIVOS
5.1 Objetivo general
Evaluar la calidad de aire usando los líquenes como bioindicadores en ocho (8) zonas de
la ciudad de Bogotá, a partir de la relación de la riqueza y abundancia de líquenes con los
contaminantes atmosféricos (SOX, NO, CO y material partículado PM10).
5.2 Objetivos específicos
Calcular la riqueza, porcentaje de cobertura e índice de Shannon de los líquenes presentes
en tres especies de árboles (Pittosporum undulatum, Cedrela montana y Juglans
neotropica), en las 8 zonas seleccionadas de la ciudad de Bogotá.
Calcular el Índice de Pureza Ambiental IPA para 8 zonas seleccionadas de la ciudad de
Bogotá.
Relacionar la riqueza y el porcentaje de cobertura de los líquenes con las concentraciones
de gases contaminantes (NOX, SOX, y CO y de material partículado PM10- obtenidos a
partir de la Red de Calidad de Aire de Bogotá) de las 8 zonas seleccionadas.
Comparar la riqueza y el porcentaje de cobertura de los líquenes en las 8 zonas
seleccionadas de la ciudad de Bogotá.
Categorizar la calidad de aire de cada una de las zonas evaluadas a partir de los resultados
del IPA y de los niveles de los contaminantes atmosféricos (NOX, SOX, y CO y de
material partículado PM10 obtenidos a partir de la Red de Calidad de Aire de Bogotá)
presentes en cada zona.
17
6. METODOLOGÍA
Este proyecto se dividió en cuatro fases. A continuación se describen:
6.1 Fase I: Revisión literaria
Se realizó una revisión bibliográfica acerca de los líquenes, desde sus características
físicas, reproducción, formas de crecimiento y el uso de claves taxonómicas para su posible
determinación. Se tomó la asignatura profundización de líquenes del programa Licenciatura
en Biología en la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, dirigida por la profesora
Bibiana Moncada especialista en líquenes; además se consultaron artículos con estudios
realizados a nivel mundial, regional y local sobre la utilización de los líquenes como
bioindicadores de calidad de aire.
6.2 Fase II: Reconocimiento y caracterización de las zonas de estudio
Se visitaron las 13 estaciones de monitoreo que hacen parte de la Red de Monitoreo de
Calidad del Aire de Bogotá (RMCAB) y se hizo un reconocimiento en un radio de 500
metros alrededor de cada estación (distancia mínima avenidas). Esta circunferencia es la que
se denomina zona de estudio y es la unidad de análisis del presente proyecto. Durante el
reconocimiento de cada zona de estudio se evaluó si cumplía con los siguientes criterios:
1) Presencia de por lo menos 8 árboles, con un diámetro a la altura del pecho (DAP)
mayor a 13cm, de las especies Cendrela montanay, Junglans neotropica y Pittosporum
undulatun, (especies que hacen parte del arbolado de la ciudad y cuyas cortezas son propicias
para el crecimiento de líquenes) (Jardín Botánico José Celestino Mutis, 2010). Para su
identificación se usaron las claves dendrológicas de Mahecha et al (2010).
18
2) Registros de datos mensuales (durante un año) tomados por la estación de monitoreo
de: concentraciones de material partículado (PM10) y gases contaminantes (NOX, SOX, CO)
publicados en la página web de la RMCAB.
3) Existencia de los registros de velocidad y dirección del viento ya que este arrastra y
dispersa los contaminantes (MAVDT, 2011).
A partir de estos criterios se seleccionaron 8 zonas de estudio: Corpas, Guaymaral, Las
Ferias, Simón Bolívar, Fontibón, Sagrado Corazón, Tunal y Kennedy. En la figura 1, se
observa el mapa de la ciudad de Bogotá con la ubicación de las 13 estaciones que
comprenden la RMCAB (representadas por triángulos rojos) y las ocho (8) zonas
seleccionadas (triángulo encerrado en círculos azules).
19
Figura 1. Mapa de la ciudad de Bogotá, en triángulos rojos se ubican las estaciones de la RMCAB, en el círculo azul
se encuentran las ocho zonas elegidas para el proyecto.
Fuente: modificado de http://ambientebogota.gov.co, Febrero 2014
20
Las características de cada estación como ubicación geográfica, localidad, barrio,
principales fuentes contaminantes y los contaminantes medidos se encuentran en la tabla 1.
La zona de Sagrado Corazón se eligió porque aunque en la estación no se mide ningún
contaminante es la única que se encontraba ubicada en el centro de la ciudad.
Para cada zona se tuvo en cuenta la presencia de avenidas principales, el tipo de tránsito
de las avenidas y la cobertura vegetal arbórea del lugar. Según la categorización realizada en
el Protocolo para el Monitoreo y Seguimiento de la Calidad del Aire (MAVDT, 2008), dentro
del presente estudio se incluyeron estaciones de monitoreo de zona urbana y de zona
suburbana de tres tipos: 1) tráfico: estaciones influenciadas principalmente por las emisiones
procedentes de una calle/carretera próxima, 2) industrial: estaciones influenciadas
principalmente por fuentes industriales y 3) de fondo: estaciones que no están influenciadas
ni por el tráfico ni por la industria. En la tabla 2 se observa la clasificación de las ocho
estaciones elegidas para este estudio y la altura desde el suelo y en la figura 2, la imagen
satelital de la ubicación de cada una de las estaciones de monitoreo de las respectivas zonas
elegidas.
21
Tabla 2. Características de las estaciones seleccionadas para el proyecto
Fuente: Autoras 2014
Tabla 3. Clasificación de las estaciones según la zona, tipo de estación y altura del suelo
Fuente: Secretaria Distrital de Ambiente modificado por autoras, 2015.
Estación Coordenadas Dirección Localidad Barrio Observaciones
Corpas W74.09343º
N4.76251
Ave Corpas Km
13/KR 111 157-
45
Suba Las Mercedes
Suba
Mide PM10, SO2
Guaymaral W74.04417º
N 4.78374
Auto Norte KM
13
Suba Casablanca
Suba
Mide NO,NO2, NOX
Las Ferias W74.08256º
N 4.69060
AV Calle 80
N69Q –50
Engativá Julio Flórez Mide NO,NO2, NOX,
SO2, CO
Parque Simón
Bolívar
W74.08400º
N 4.65837
Cl 63 No 47-06 Barrios Unidos Pablo VI Mide NO,NO2, NOX,
SO2, CO
Sagrado Corazón W74.06724º
N4.62529
CL 37 No. 8 – 40 Santa Fe Sagrado
Corazón
Mide PM10
Kennedy W74.16135º
N4.62490
Cr 86 No 40-55
Sur
Kennedy Villa Nelly III Mide NO,NO2, NOX,
SO2, PM10, CO
Tunal W74.13093º
N4.57619
Carrera 24 N°49-
86 sur
Rafael Uribe Tunal Oriental Mide NO,NO2, NOX, ,
PM10, CO
Fontibón W74.14150º
N4.67030
KR 96G 17B 49 Fontibón Villemar CO
Estación Tipo de Zona Tipo de Estación Altura del suelo (M)
Corpas Suburbana De fondo 6
Guaymaral Suburbana De fondo 0
Las Ferias Urbana De tráfico 0
Simón Bolívar Urbana De fondo 0
Fontibón Urbana Industrial 12
Sagrado Corazón Urbana De tráfico 15
Kennedy Urbana De fondo 3
Tunal Urbana De fondo 0
22
GUAYMARAL
CORPAS
LAS FERIAS
SIMÓN BOLÍVAR
SAGRADO CORAZÓN
TUNAL
KENNEDY
FONTIBÓN
23
Figura 2. Vista satelital de las estaciones de RMCA en las zonas de estudio, observar su área de influencia Fuente:
Google Earth, 2015
Se evaluó la cercanía de avenidas que demandan mayor flujo vehicular y se clasificaron
las avenidas de acuerdo al tipo de avenida y al flujo vehicular (tabla 4). A partir de la
observación directa realizada el primer día de visita, en cada zona.
Tabla 4. Caracterización de las avenidas y zonas verdes según las zonas elegidas para el proyecto
*1: flujo vehicular mínimo (avenida secundaria); 2: flujo vehicular continúo (avenida principal); 3: flujo vehicular
continúo con carril externo de Transmilenio.
Fuente: Autoras, 2015
Estaciones Avenidas
principales
Distancia aprox.
de la estación a la
Avenida (M)
Clasificación de las
avenidas según flujo
vehicular*
Área aprox. de zonas
verdes (Hectáreas)
Corpas Carrera 111 103.39 2 58.89
Guaymaral Autopista norte 301.17 2 50.63
Las Ferias Calle 80
Carrera 72
Carrera 68
Calle 86ª
165.79
768.21
854.61
50.61
3
2
2
1
21.34
Simón Bolívar Carrera 30
Calle 63
Carrera 60
541.02
569.77
630.96
3
2
2
179.30
Fontibón Carrera 96c
Calle 17
Calle 22
17.39
210.32
571.82
2
2
2
48.22
Sagrado
Corazón
Carrera 7
Carrera 13
Carrera 14
Diagonal 40
87.00
90.91
232.76
153.02
2
2
3
1
65
Kennedy Carrera 80
Carrera 42ª sur
Carrera 86 bis
(troncal Cali)
78.21
353.05
888.85
2
2
2
17.18
Tunal Carrera 24
Carrera 48b sur
Calle 56ª sur
(avenida Boyacá)
47.38
50.89
980.72
2
2
3
55
24
6.3 Fase III: Recopilación de datos y recolección de muestras
6.3.1 Selección y toma de datos de árboles en cada zona de estudio.
Para la selección de los ocho árboles que se monitorearon en cada zona, se tuvieron en
cuenta los siguientes criterios basados en García (2004): 1) que la inclinación del árbol no
fuera mayor a 20° 2) que los troncos de los árboles recibieran radiación directa por lo menos
una parte del día 3) que no tuvieran signos evidentes de alteración humana, como carteles,
pinturas, o daños causados por animales 4) que la distancia entre el árbol elegido y otros
árboles alrededor fuera de por los menos 15cm y 5) que la distancia del árbol a la estación
fuera menor a 500 metros.
6.3.2. Medición de parámetros ambientales asociados a los árboles
Para cada árbol se tomaron datos de: 1) coordenadas geográficas (se utilizó un GPS marca
GARMIN 62), 2) diámetro a la altura del pecho (DAP), 3) temperatura y humedad en el
momento de la medición (por medio de un termohigrómetro) y 4) pH (ex –situ): para medir el
pH se recolectó una pequeña porción de corteza de cada árbol de muestreo. Las muestras se
guardaron en bolsas de papel (con el fin de reducir la pérdida de sustancias volátiles presentes
en la corteza) debidamente marcadas y posteriormente cada muestra se procesó en el
laboratorio de la Universidad de la Salle, donde se pesó un gramo (1g) de corteza por cada
árbol, se maceró durante 2 minutos en diez mililitros de agua destilada, se dejó reposar
durante 10 minutos, luego se midió el pH con phmetro (Díaz, 2012).
6.3.3. Riqueza y porcentaje de cobertura liquénica.
En cada zona de estudio, se realizaron visitas entre las 09:00 y las 15:00 horas durante dos
días; en el primer día se eligieron los 8 árboles, se midieron los parámetros ambientales y se
clasificaron las avenidas de acuerdo al tipo de avenida y al flujo vehicular (ver tabla 4).
25
Para registrar la presencia de líquenes y su cobertura, en cada árbol se usó una cuadricula
de 50x20cm (largo x ancho), dividida en diez cuadros cada uno de 10x10cm, (figura 3). La
cuadricula se colocó a la altura de 120cm del nivel del suelo por cada cara del árbol (Norte,
Sur, Oriente y Occidente) y se tomó una fotografía a una distancia de 15 cm, siguiendo la
metodología propuesta por LeBlanc y De Sloover (1970).
Figura 3. Metodología de muestreo de líquenes. Cuadricula de 50x20 utilizada para la medición de líquenes
Fuente: Autoras, 2015
La identificación taxonómica de cada uno de los líquenes encontrados se realizó a través
de las claves taxonómicas para géneros del neotrópico de Sipman (2005) y las claves
taxonómicas para géneros suministradas durante el curso especialización en líquenes
(Moncada, 2014). (ANEXO 1). Para esto se colectó una pequeña muestra de cada liquen, la
cual se dejó secar al aire libre durante 3 días (Chaparro & Aguirre, 2002) y luego se observó
26
al estereoscopio. Para cada zona de estudio la riqueza de líquenes fue tomada como el
número de especies presentes.
Para determinar la cobertura de cada especie de liquen por árbol, se calculó el área
(centímetros cuadrados) ocupada por cada especie dentro del área de la cuadricula y se
sumaron los datos obtenidos en las cuatro caras del árbol. El cálculo del área fue realizado a
partir de las fotografías tomadas utilizando el programa de análisis de imagen Image J
(Rasband et al, 1997)
El porcentaje de cobertura de cada especie de liquen por árbol se halló a partir de la
siguiente ecuación:
Ecuación 1
6.4 Fase IV: Cálculos y análisis de datos.
6.4.1 Cálculo del índice de Shannon para cada zona de estudio
Este índice indica la heterogeneidad de una comunidad sobre la base de dos factores: el
número de especies presentes y su abundancia relativa. Conceptualmente es una medida del
grado de incertidumbre asociada a la selección aleatoria de un individuo en la comunidad.
Para hallar este índice se usó la siguiente ecuación:
Ecuación 1.
I=1 (pi) (log 2pi)
Donde:
Pi: abundancia proporcional de la especie i, lo cual implica obtener el área ocupada de la
especie i dividido entre el número total del área de la muestra.
Este índice asume que todas las especies están representadas en las muestras y que todos
los individuos fueron muestreados al azar, y adquiere valores entre cero (0) cuando hay una
27
sola especie y un valor máximo en torno a 5.5 cuando la riqueza y equitatividad de especies
es muy alta; está fuertemente influenciado por las especies más abundantes (Álvarez et al,
2006).
6.4.2 Cálculo de los índices de pureza atmosférica (IPA) para cada zona de estudio.
El índice de pureza atmosférica (IPA), fue propuesto por LeBlanc y De Sloover en 1970, y
permite determinar gradualidad en los niveles de contaminación atmosférica, basados en la
cobertura y diversidad liquénica (Kricke & Loppi, 2002).
6.4.2.1 IPA de LeBlanc y De Sloover (1970) modificado por Rubiano (2002).
Para asociar la riqueza y la cobertura de géneros o especies de líquenes encontrados con
los niveles de contaminación de las ocho zonas de estudio, para cada zona se determinó el
Índice de Pureza Atmosférica (IPA) propuesto por LeBlanc y De Sloover (1970) y
posteriormente modificado por Rubiano (2002) (Ecuación 3). Se usó este índice porque en
este se tiene en cuenta el grado de sensibilidad (Qi) de los géneros o especies encontrados.
Ecuación 2. Índice de Pureza Atmosférica:
Dónde:
Ci: Cobertura relativa de la especie del liquen i en la zona j (sumatoria del área del género
o especie i dividida sobre el mayor valor de área de género o especie i encontrado en todas
las zonas de estudio)
Fi: Frecuencia de la especie i (número de forófitos de la zona j en que aparece el género o
especie i)
N: Número de forófitos censados en la zona j.
28
Q: Grado de sensibilidad de las especies encontradas, asumiendo que la contaminación
reduce la diversidad de especies sensibles y que estos son tanto más sensible cuanto más
representativa sea en una estación donde hay mayor diversidad (Rubiano, 2002) (Ecuación
4).
Ecuación 3. Grado de sensibilidad de los géneros o especies encontrados
Donde:
Qi: Factor de sensibilidad de la especie i
Aj: Número de especies presentes en cada zona donde se encuentre i
Ej: Número de zonas donde se halle i
Entre mayor sea el valor tomado por Qi, mayor será el grado de sensibilidad de la especie.
6.4.2.2 IPA de Calatayud–Lorente y Sanz.
Este índice es calculado (ecuación 5), por cada árbol monitoreado en cada una de las zonas
y por lo tanto permitió hacer comparaciones entre estaciones y entre los 8 árboles de la
estación.
Ecuación 5. IPA de Calatayud–Lorente y Sanz
Ipa rbol: Fi;
Donde:
Fi: Cobertura liquénica ocupada por cada especie de liquen en cada árbol.
6.4.3 Relación de la riqueza y el porcentaje de cobertura liquénica con las
concentraciones de gases contaminantes
Los índices de Shannon y de pureza atmosférica de LeBlanc y De Sloover representan la
riqueza y cobertura liquénica. Por este motivo, para responder a la pregunta de si existía una
29
relación entre la riqueza y porcentaje de cobertura liquénica con las concentraciones de gases
contaminantes, se realizaron correlaciones de Spearman entre las concentraciones de los
contaminantes y estos dos índices. En cada uno de estos análisis las variables independientes
fueron los contaminantes (SOx, NOx, CO y PM10)) y las variables dependientes fueron el
índice de Shannon y el IPA de LeBlanc y Sloover. Los análisis fueron realizados en el
paquete estadístico (SPSS IBM Inc, 2013).
6.4.4 Comparación de la riqueza y el porcentaje de cobertura liquénica entre las ocho
zonas de estudio.
6.4.4.1 Coeficiente de similitud de Jaccard y análisis de clúster.
Para determinar qué tan similares eran los sitios de estudio en cuanto a la composición de
especies de líquenes, se calculó el coeficiente de similitud de Jaccard entre zonas de
monitoreo (ecuación 6).
Ecuación 6. Coeficiente de similitud de Jaccard
Donde:
a: número de especies exclusivas de la zona A.
b: número de especies exclusivas de la zona B.
c: número de especies comunes entre las zonas A y B. (Pielou, 1975)
Este índice tomará valores iguales a 1 en casos de similitud completa e iguales a 0 si las
zonas son totalmente disimilares y no tienen especies en común.
Para realizar la comparación de la composición de especies liquénicas entre sitios, se
utilizaron los datos de presencia o ausencia de líquenes en las zonas. Con estos datos se
realizó un análisis de clúster basado en la distancia euclidiana y a partir de este análisis se
30
generó un dendrograma. Este análisis se realizó a través del programa PAST versión 2.17c,
2013.
6.4.4.2 Comparación del índice de Shannon entre las ocho zonas de estudio.
Para evaluar las diferencias entre las ocho zonas de estudio en los valores de este índice se
llevó a cabo un análisis de covarianza (ANCOVA). Este análisis fue realizado porque permite
incluir como covariables otros parámetros que pueden afectar la diversidad de líquenes
(como el DAP, pH, temperatura, diámetro de copa y humedad). En el análisis la variable
independiente fue la zona de estudio (8 zonas), las covariables fueron el DAP, pH,
temperatura, diámetro de la copa y humedad, y la variable dependiente fue el Índice de
Shannon. Los análisis fueron realizados en el paquete estadístico SPSS IMB Inc, 2013.
6.4.4.3. Comparación del IPA de Calatayud–Lorente y Sanz entre las ocho zonas de
estudio.
Para evaluar las diferencias entre las ocho zonas de estudio en los valores de este índice
también se realizó un análisis de covarianza (ANCOVA). En este análisis la variable
independiente fue la zona de estudio (8 zonas), las covariables fueron el DAP, pH,
temperatura, diámetro de la copa y humedad, y la variable dependiente fue el Índice de
Calatayud–Lorente y Sanz. Los análisis fueron realizados en el paquete estadístico SPSS
IMB Inc, 2013.
6.4.5 Categorización de la calidad el aire de cada una de las zonas
6.4.5.1 Categorización de la calidad el aire de cada una de las zonas a partir del IPA de
LeBlanc y De Sloover.
Para categorizar las 8 zonas estudiadas se tomaron los valores del IPA agrupándolos en
cuatro niveles de contaminación: contaminación máxima, alta, moderada y baja. Para sacar
31
los intervalos entre cada nivel de contaminación se utilizó el método de Struges (1926)
(Ecuaciones 7 y 8):
Ecuación 7.
Número de niveles de contaminación= 1+3.33 (log n)
Donde;
n: número de zonas monitoreadas
El intervalo que hay entre cada nivel de contaminación se calculó a partir de la siguiente
ecuación:
Ecuación 8.
6.4.5.2 Categorización de las zonas a partir de los contaminantes atmosféricos.
Esta categorización se basó en la clasificación que realiza la Red de Monitoreo de Calidad
de Aire de Bogotá a partir del índice bogotano de calidad de aire (IBOCA). Teniendo en
cuenta la información procedente de las normas vigentes relacionadas con los distintos
contaminantes atmosféricos, la RMCAB calcula un índice de valor adimensional, cuyo
objetivo es facilitar la comprensión de la información relacionada con la contaminación del
aire (MAVDT, 2010).
A cada valor de concentración de inmisión obtenido a partir de las estaciones de
monitoreo, se le asocia un valor (índice), según los efectos observados. Este valor tiene una
escala de 1 a 500 que muestra la calidad del aire existente en la zona.
La Red de Monitoreo de Calidad de Aire de Bogotá añade un comentario “favorable,
moderada, regular, mala, muy mala y peligrosa” estas categorías están indicadas con un
32
color específico, azul, verde, amarilla, naranja, roja y morada respectivamente (MAVDT,
2010).
7. RESULTADOS
7.1 Riqueza y cobertura liquénica
En el presente estudio se encontró un total de diez morfoespecies que están representadas
por cuatro familias (tabla 5). Las familias más representativas fueron Parmaliaceae con
cuatro generos y cuatro especies y Physciaceae con dos géneros y tres especies. La mayor
cobertura y riqueza de géneros/especies estuvo representada por los líquenes con hábito de
crecimiento folioso (7 morfoespecies), seguida por líquenes de crecimiento fruticoso y
costrosos con una morfoespecie cada uno (figura 4). Una morfoespecie no pudo ser
identificada debido a la ausencia de caracteres taxonómicos y la esterilidad de la muestra.
Tabla 5. Listado taxonómico de líquenes presentes en el área de estudio
Familia Género Especie Hábito de
crecimiento
Zona en la que fue
encontrada
Candelariaceae Candelaria Candelaria concolor (Dicks.) (Arnold 1879)
Folioso Tunal, Las ferias,
Fontibón
Chrysothricaceae Chrysothrix Chrysothrix sp Costroso Tunal
Parmaliaceae
Flavopunctelia Flavopunctelia flaventior
(Stirt.) (Hale 1984)
Folioso Tunal, Guaymaral,
Sagrado corazón,
Corpas, Fontibón,
Simón Bolívar
Parmotrema Parmotrema sp Folioso Tunal, Guaymaral,
Simón Bolívar
Punctelia Punctelia sp Folioso Simón Bolívar
Usnea Usnea sp Fruticoso Simón Bolívar
Physcia Physcia sp Folioso Simón Bolívar
33
Physciaceae Physcia undulata
(Moberg 1986)
Folioso Tunal, Guaymaral,
Sagrado corazón, Las
ferias Fontibón,
Simón Bolívar
Dirinaria Dirinaria sp Folioso Fontibón
LIQUENES SIN IDENTIFICAR
Sp1 Las ferias
Fuente: Autoras, 2015
Figura 4. Cobertura de las morfoespecies según su hábito de crecimiento.
Fuente: Autoras, 2015
27366,599cm2
30,259cm2
459cm2
2863,214cm2
Cobertura de Morfospecies
Folioso
Fruticoso
Costroso
Sin Identificar
34
Al evaluar la riqueza de géneros o especies de líquenes en cada una de las zonas
estudiadas se encontró que la zona con mayor riqueza y cobertura de líquenes fue Simón
Bolívar, mientras que en la zona de Kennedy no se encontró ningún liquen (tabla 5, figura 5).
Las demás zonas presentaron valores bajos de riqueza y cobertura.
Las especies Flavopunctelia flaventior (16343,235cm2) y Physcia undulata (6733,379cm
2)
fueron las especies con mayor cobertura y estuvieron presentes en seis zonas de estudio.
Algunos géneros de líquenes se registraron únicamente en una zona de estudio, como es el
caso de Usnea, Physcia, Dirinaria, Sp2 y Punctelia.
35
Figura 5. Representación en diagrama de barras del porcentaje de cobertura por cada género o especie de líquen
en cada una de las zonas estudiadas.
Fuente: Autoras, 2015
7.2 Índice de diversidad de Shannon.
Entre las ocho zonas evaluadas, Simón Bolívar presenta el valor más alto en el Índice de
Shannon (3.81), es decir es la zona de mayor homogeneidad entre riqueza y cobertura de
géneros o especies, seguida de Sagrado Corazón (2,271), y Las Ferias (1,11). Las zonas de
menor diversidad fueron: Tunal (0,2960), Guaymaral (0,566), Corpas (0,976), Fontibón
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Porc
enta
je d
e C
ob
ertu
ra
Liq
uen
íca
%
Estaciones
Usnea sp
Puctellia sp
Phsycia sp
Sp 1
Chrysotrix sp
Parmotrema Sp
Dirinaria sp
Physia
undulataFlavopunctelia
flaventiorCandelaria
concolor
Especie de
Líquenes
KE
NN
ED
Y
TU
NA
L
GU
AY
MA
RA
L
CO
RP
AS
FO
NT
IBÓ
N
LA
S F
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IAS
SA
GR
AD
O
CO
RA
ZÓ
N
SIM
ÓN
BO
LÍV
AR
36
(0,9137) y Kennedy (0). En la (tabla 6) se encuentran los valores de riqueza, cobertura
total de líquenes (evaluada como área (cm2)) y los valores del índice de Shannon para cada
zona.
Tabla 6 Riqueza, Cobertura e índice de Shannon de las 8 zonas evaluadas
Fuente: Autoras, 2015
7.3 Cálculo de los índices de pureza atmosférica (IPA) para cada zona de estudio
7.3.1 IPA de LeBlanc y De Sloover (1970) modificado por Rubiano (2002).
La zona de Simón Bolívar obtuvo el valor más alto del IPA (7,956), seguido de Sagrado
Corazón (2.178), Fontibón (1.172), Las Ferias (0.382), Tunal (0.379), Corpas (0.262),
Guaymaral (0.226), y Kennedy (0).
El valor de Q es uno de los parámetros que se tiene en cuenta para la obtención del IPA,
un indicador del grado de sensibilidad de los géneros o especies encontrados relacionados
directamente con los niveles de contaminación (Rubiano, 2012). Con respecto a este valor de
Q, las especies Usnea sp, Physcia sp y Punctelia sp, fueron las de mayor sensibilidad y se
encontraron únicamente en la zona de Simón Bolívar, mientras que las especies
Flavopunctelia flaventior (Tunal, Guaymaral, Corpas, Fontibón, Sagrado Corazón y Simón
Bolívar), Dirinaria sp (Fontibón) y Sp1 (Las Ferias) son consideradas de menor sensibilidad
(tabla 7).
Simón
Bolívar
Sagrado
Corazón
Las
Ferias
Corpas Fontibón Guaymaral Tunal Kennedy
Riqueza de
especies
6 2 3 1 4 3 5 0
Cobertura
total de
líquenes
14620,06 5347,19 4098,98 2638,9 2790,44 732,53 490,89 0
Índice de
Shannon
3,88 2,271 1,11 0,97 0,91 0,566 0,296 0
37
Tabla 7 Factor de tolerancia de los géneros o especies encontrados (Valor de Q).
Fuente: Autoras, 2015
7.4. Relación de la riqueza y el porcentaje de cobertura liquénica con las
concentraciones de gases contaminantes
Para las correlaciones de Spearman entre los contaminantes atmosféricos y el Índice de
Shannon e Índice de Pureza Atmosférica (estas dos últimas, variables que representan la
riqueza y cobertura liquénica), no se encontraron correlaciones significativas (tabla 8).
Tabla 8 Correlaciones de Spearman entre IPA, índice de Shannon con los contaminantes.
p*: Significancia bilateral. r**: coeficiente de correlación; <0.05 hay correlación; N: número de datos. Fuente:
Autoras, 2015
La figura 6 presenta las gráficas de dispersión entre los contaminantes evaluados y el
índice de pureza atmosférica de Le Blanc y de Sloover. En esta figura se puede apreciar que
Especie Habito de
crecimiento
Factor de Tolerancia Q
Usnea sp Fruticoso 4
Physcia sp Folioso 4
Punctelia sp Folioso 4
Parmotrema sp Folioso 3.3
Chrysothrix sp Costroso 3
Physcia undulata Folioso 2.6
Candelaria concolor Folioso 2.6
Flavopunctelia flaventior Folioso 2.3
Dirinaria sp Folioso 2
Sp1 1
Índice de Shannon Índice modificado
por Rubiano (2002)
Contaminante p* r** N p* r** N
PM10 Promedio (µg/m3) 1 0 4 0.18 -0.07 5
PM 2,5 Promedio (µg/m3) 0.1 -0.7 5 0.72 -0.7 6
NO Promedio (ppb) 0.8 0.2 4 0.18 -0.7 5
NO2 Promedio (ppb) 0.6 -0.4 4 0.8 -0.1 5
NOX Promedio (ppb) 0.6 -0.4 4 0.28 -0.6 5
SO2 Promedio (ppb) 0.6 -0.5 3 0.18 -0.7 5
CO Promedio (ppm) 0.5 -0.4 5 0.18 -0.7 5
Mayor
Sensibilidad
Menor
Sensibilidad
38
algunas zonas muestran un valor mayor en el índice de pureza atmosférica y en estas zonas
los valores de concentración de contaminantes son bajos. Por ejemplo, la zona de Simón
Bolívar presentó el índice de pureza más alto y así mismo mostró concentraciones bajas de
contaminantes.
a) IPA vs PM10
b) IPA vs NO
c) IPA vs NO2
d) IPA vs NOX
39
Figura 6. Índice de Pureza Atmosférica de LeBlanc y Sloover vs los contaminantes. Las zonas se representan por
los siguientes colores: Simón Bolívarr: verde, Corpas: amarillo, Guaymaral: naranja, Las Ferias: rojo, Sagrado
Corazón: Azul, Tunal: Morado, Kennedy: negro, Fontibón: Fucsia. Dado que no todos los contaminantes son
monitoreados por las estaciones de la RMCAB, en las gráficas no se observan todas las zonas elegidas.
Fuente: Autoras, 2015
7.5 Comparación de la riqueza y el porcentaje de cobertura liquénica entre las ocho
zonas de estudio
7.5.1 Coeficiente de similitud de Jaccard y análisis de clúster.
El coeficiente de similitud de Jaccard, mostró que la zona menos similar al resto en cuanto
a composición y abundancia de especies es Simón Bolívar, con porcentajes muy bajos de
similitud con las otras zonas. Las zonas con mayor similitud fueron Sagrado Corazón y
Guaymaral (tabla 9).
e) IPA vs SO2
f) IPA vs CO
40
Tabla 9. Coeficiente de similitud de Jaccard
Zonas Coeficiente de similitud %
Simón Bolívar vs Fontibón 25
Simón Bolívar vs Corpas 16,66
Simón Bolívar vs Tunal 37,5
Simón Bolívar vs Guaymaral 50
Simón Bolívar vs Las ferias 12,5
Simón Bolívar vs Sagrado Corazón 33,33
Fontibón vs Corpas 25
Fontibón vs Tunal 50
Fontibón vs Guaymaral 40
Fontibón vs Las Ferias 40
Fontibón vs Sagrado Corazón 50
Corpas vs Tunal 20
Corpas vs Guaymaral 33,33
Corpas vs Las Ferias 0
Corpas vs Sagrado Corazón 50
Tunal vs Guaymaral 60
Tunal vs Las Ferias 33,33
Tunal vs Sagrado Corazón 40
Guaymaral vs Las Ferias 20
Guaymaral vs Sagrado Corazón 66,66
Las Ferias vs Sagrado Corazón 25 Fuente: Autoras, 2015
Los datos obtenidos con el análisis de clúster fueron muy similares a los obtenidos con el índice
de Jaccard (figura 7). El grupo 1 (G1) estuvo conformado por la zona de Simón Bolívar que se
separa desde el inicio del resto de las zonas de estudio, donde se encontraron seis especies de las
cuales tres fueron únicas en esta zona (Usnea sp, Physcia sp, y Punctelia sp). La zona de Las
Ferias estuvo en el grupo 2 (G2) donde se encontraron dos especies, y una morfoespecie sin
identificar (Sp1) siendo propia de la zona. Las zonas más similares entre sí fueron Guaymaral,
Sagrado Corazón, Corpas, Fontibón y Tunal, las cuales se ubicaron en el grupo 3 (G3) y
comparten especies como Flavopunctelia Flaventior y Physcia undulata.
41
Figura 7. Análisis clúster de similitud basado en las distancia euclidea entre las 8 zonas de acuerdo a su
composición liquénica. Grupo 1: conformado por la zona de Simón Bolívar, Grupo2: conformado por la zona
Las Ferias y Grupo 3: conformado por las zonas de Guaymaral, Sagrado Corazón, Corpas, Fontibón y Tunal.
Fuente: Autoras, 2015
7.5.2 Comparación del índice de Shannon entre las ocho zonas de estudio.
Se encontraron diferencias significativas entre zonas en el índice de Shannon (tabla 9)
Este resultado se deben a que la zona de Simón Bolívar resultó diferente a las demás, ya que
esta estación cuenta con valores de índices de Shannon más altos que el resto de las zonas
(figura 8). Adicionalmente, el diámetro de la copa se relacionó positivamente con el índice de
diversidad de Shannon (tabla 10). El resto de las covariables evaluadas (temperatura,
humedad, DAP, pH) no se relacionaron con índice de diversidad de Shannon.
42
Tabla 10 Análisis de covarianza para evaluar las diferencias en el índice de Shannon entre zonas y la relación de las
covariables Temperatura, humedad, pH, DAP y diámetro de la copa con esta variable.
Fuente: Autoras, 2015
Figura 8 Diagrama de cajas para comparar el índice de Shannon, entre las zonas monitoreadas.
Fuente: Autoras, 2015
ANCOVA
Variable dependiente: Índice de Shannon Wiener
Origen gl F Significancia (P)
Temperatura 1 0,115 0,736
Humedad 1 2,029 0,161
pH 1 0,207 0,651
DAP 1 1,211 0,276
Diámetro copa 1 4,418 0,041
Zona 7 4,177 0,001
a. R al cuadrado = ,523 (R al cuadrado ajustada = ,408)
43
7.5.3 Comparación del IPA de Calatayud–Lorente y Sanz entre las ocho zonas de
estudio
Se encontraron diferencias significativas entre zonas en el índice de pureza atmosférica de
Calatayud-Lorente y Sanz (tabla 11). Este resultado se debe a que la zona de Simón Bolívar
resultó diferente a las demás, presentando mayores valores de IPA (figura 9).
Las covariables evaluadas (temperatura, humedad, DAP, diámetro de la copa, pH) no se
relacionaron significativamente con el IPA de Calatayud–Lorente y Sanz, es decir que estas
variables ambientales no influyeron en los valores del IPA por árbol (tabla 11).
Tabla 11 Análisis de covarianza para evaluar las diferencias en el índice de pureza atmosférica de Calatayud-
Lorente y Sanz entre zonas y la relación de las covariables Temperatura, humedad, pH, DAP y diámetro de la
copa con esta variable.
Fuente: Autoras, 2015
ANCOVA
Variable dependiente: Índice de Calatayud–Lorente y Sanz
Origen gl F Sig.
Temperatura 1 1,836 0,182
Humedad 1 0,573 0,453
pH 1 0,164 0,687
DAP 1 0,696 0,408
Diámetro copa 1 2,654 0,11
Zona 7 6,635 < 0.001
a. R al cuadrado = ,575 (R al cuadrado ajustada = ,473)
44
Figura 9 Diagrama de cajas entre el índice de Calatayud-Lorente y Sanz (índice por árbol) vs las zonas.
Fuente: Autoras, 2015
7.6 Categorización de la calidad el aire de cada una de las zonas
7.6.1 Categorización de la calidad el aire de cada una de las zonas a partir del IPA de
LeBlanc y De Sloover.
Se categorizaron las 8 zonas de estudio, encontrando que la zona de Simón Bolívar tuvo la
mejor calidad de aire entre las 8 zonas, clasificándose en zona de contaminación baja IPA
(7.95), la zona de Sagrado Corazón con un IPA de 2.17 se clasificó en contaminación alta,
Las Ferias, Corpas, Fontibón, Guaymaral, Tunal y Kennedy se clasificaron en zonas de
contaminación máxima con valores de IPA de (0.38), (0.26), (1.17), (0.22), (0.37) y (0)
respectivamente. Con los valores hallados de IPA, se ilustró sobre el mapa de Bogotá la
categorización de las zonas de estudio según su nivel de contaminación (figura 10).
45
Figura 10 Categorización de las zonas de estudio a partir del IPA. Las zonas se representan por los siguientes
colores: Simón Bolívar: verde, Sagrado Corazón: amarillo Corpas, Guaymaral, Las Ferias, Tunal, Kennedy y
Fontibón: Negro.
Fuente: Autoras, 2015
46
7.6.2. Categorización de las zonas a partir de los contaminantes atmosféricos.
A partir de la Red de Monitoreo de Calidad del Aire de Bogotá, las estaciones de
Guaymaral, Corpas, Las Ferias, Simón Bolívar y Sagrado Corazón se clasifican con un índice
favorable de calidad de aire, y las estaciones de, Kennedy, y Tunal tienen un índice moderado,
según el IBOCA (MAVDT, 2010).
Figura 11. Categorización de las zonas de estudio a partir del IBOCA. Las zonas se representan por los siguientes
colores: Simón Bolívar, Sagrado Corazón, Corpas, Guaymaral, Las Ferias: azul y Tunal y Kennedy: verde.
Fuente: Autoras, 2015
47
8. DISCUSIÓN
Durante este estudio se encontró que el hábito de crecimiento de líquenes folioso fue el
más representativo con siete morfoespecies, mientras que los hábitos fruticoso y costroso
presentaron una sola morfoespecie. Las ocho zonas estudiadas presentaron diferencias en su
composición liquénica, siendo Simón Bolívar la zona con mayor riqueza y cobertura de
líquenes y Kennedy la menos diversa con ausencia total de líquenes; las demás zonas
tuvieron valores bajos de riqueza y cobertura de líquenes (figura 5). Los índices de Shannon
y de pureza atmosférica fueron consistentes con estos resultados, encontrándose mayores
índices en Simón Bolívar y menores valores en Kennedy (tabla 6, figuras 6 y 8).
Adicionalmente, en el presente estudio no se encontró una correlación estadísticamente
significativa entre la concentración de contaminantes atmosféricos reportados por la red de
monitoreo de calidad del aire de Bogotá y el índice de Shannon y el IPA (tabla 10, figura 9);
Sin embargo, Simón Bolívar que fue la zona de mayor diversidad liquénica, también presentó
los valores de concentración de contaminantes atmosféricos más bajos. Con respecto a los
resultados del IPA, la zona de Simón Bolívar fue categorizada como una zona de
contaminación baja, la zona Sagrado Corazón como de contaminación alta y el resto de las
zonas como de contaminación máxima. A continuación se discutirán estos resultados.
El haber encontrado más líquenes de hábito folioso (siete morfoespecies) durante este
estudio se explica por la ubicación en la que está la ciudad de Bogotá, localizada sobre la
región Andina que según Sipman (2011) y Aguirre (2008) muestra buena representación de
este hábito de crecimiento. Los líquenes foliosos suelen ser muy sensibles a los factores
atmosféricos, porque en ellos, la unión al sustrato no es muy pronunciada, lo cual los hace
48
más dependientes del aire (Ederra, 1996; Lucking, 1997; Canseco et al., 2006). Durante este
estudio, este tipo de líquenes se encontraron en todas las zonas estudiadas a excepción de la
zona de Kennedy donde no hubo presencia de líquenes, sin embargo los valores de cobertura
tuvieron variabilidad entre cada zona. Simón Bolívar obtuvo la mayor cobertura liquénica
mientras que Guaymaral presentó menor cobertura.
El hábito de crecimiento liquénico fruticoso se ha asociado con los estudios realizados por
Ederra, 1996; Lucking, 1997; Canseco et al., 2006 este hábito liquénico se encontró en
ecosistemas urbanos con buena calidad debido a que estos líquenes son los primeros en
desaparecer de este tipo de ecosistema como consecuencia de la contaminación atmosférica,
porque su unión con el sustrato no es muy pronunciada, lo que hace que los nutrientes en su
mayoría los obtengan del aire. En el presente estudio se encontró una sola especie de liquen
fruticoso (Usnea sp), con muy poca cobertura, en la zona de Simón Bolívar (catalogada como
contaminación baja), lo que puede ser un indicio de la alteración de la calidad del aire en el
resto de zonas, y puede estar impidiendo el desarrollo de este tipo de líquenes.
Los líquenes de hábito costroso no son representativos de la región Andina, se caracterizan
por estar relacionados a bajas altitudes y a las regiones de vida tropical y subandina (Rangel,
2008). Este tipo de líquenes son menos vulnerables a las alteraciones de la calidad del aire ya
que presentan una unión más estrecha con el sustrato, tienen crecimiento marginal y no
poseen corteza inferior (Ederra, 1996; Hawksworth & Rose; 1970). Esto explica por qué
durante esta investigación no fueron tan abundantes y únicamente se encontró la especie
Chrysothrix sp en el Tunal, una zona catalogada como de contaminación máxima.
Con respecto a las diferencias en la riqueza, cobertura e índices de Shannon e IPA entre
las zonas de estudio, las principales razones por las que Simón Bolívar pudo ser la zona más
49
diversa, tener los valores más altos en los índices de Shannon e IPA, siendo la única zona
categorizada en contaminación baja y comportarse de forma tan distinta al resto de las zonas
fueron: 1) el entorno de esta zona, porque se caracterizó por tener mayor área de cobertura
vegetal arbórea a su alrededor, lo que puede jugar un papel fundamental para mitigar el
impacto causado por los contaminantes a los líquenes, ya que funciona como barrera
protectora frente a la contaminación, impidiendo el paso del smog desprendido por los
automóviles (Rubiano, 2006) facilitando así el crecimiento de especies liquénicas. 2) al ser
menores los valores de concentraciones de contaminantes, hay un ambiente más propicio para
el crecimiento equitativo de los líquenes encontrando géneros y especies de sensibilidad baja
y alta. Debido a que los líquenes dependen completamente de la atmósfera y del sustrato en el
que viven para su metabolismo y no tienen estructuras selectivas o protectoras del medio
externo (epidermis o cutícula) que actúen como barrera ante las sustancias del ambiente,
además de no tener mecanismos de eliminación de los contaminantes (Loppi & Pirintsos,
2003). 3) aunque en este sector las avenidas presentan flujo vehicular continuo no se dá la
circulación de vehículos de carga lo que si se encuentra en las demás zonas a excepción de la
zona de Sagrado Corazón. Estas características explicarían además la presencia de
morfoespecies de sensibilidad alta que se registraron en esta zona.
La zona de Sagrado Corazón, tuvo una situación intermedia entre Simón Bolívar y las
demás zonas, mostró equitatividad entre sus dos especies liquénicas presentes, siendo la
única zona categorizada en contaminación alta. Esto puede ser explicado por 1) presentó una
cobertura vegetal arbórea a su alrededor que actúa como barrera protectora frente a la
contaminación, por estar ubicada cerca a los cerros orientales. 2) la zona está influenciada por
50
flujo vehicular continuo pero no hay circulación de vehículos de carga (Alcaldía de Bogotá,
2015).
Las principales causas que explican la baja riqueza, cobertura, índices de Shannon e IPA,
encontradas en el resto de zonas en contaminación máxima pueden ser: 1) el entorno en
donde estaban ubicadas, ya que no presentan zonas de cobertura vegetal arbórea, y las zonas
verdes cuentan con un mínimo de árboles muy dispersos que no causaron el mismo efecto de
barrera protectora como en la zona de Simón Bolívar. 2) los valores de concentración de
contaminantes fueron altos; impidiendo la equitatividad de especies de líquenes, lo que hace
que sus índices de Shannon e IPA sean bajos y sobresaliendo las especies dominantes de
menor sensibilidad a la contaminación. En el caso de los valores de PM10 en las zonas de
Corpas (52µ/m3) y Kennedy, (76µ/m
3), sobrepasaron los valores permitidos (50µ/m
3)
(Resolución 610-2010). En las zonas de Fontibón, Kennedy, Corpas y Guaymaral una de las
principales causas de esos altos valores de concentración de contaminantes es el viento. En
Bogotá el viento se desplaza de oriente a occidente y de nororiente a norte/noroccidente,
desplazando las concentraciones de contaminantes que finalmente llegan donde están
localizadas estas zonas (RMCAB, 2015). 3) la presencia de avenidas con mayor flujo
vehicular al día y con transporte de carga pesada implican mayor emisión de contaminantes a
la atmosfera, (NOX, CO, SOX y PM10) como las avenidas: carreras 13, 14, 30, 80, 86, 96c,
111, la avenida Boyacá, y las calles 17 y 80.
Para cada espécimen recolectado se calculó el factor Q (indicador del grado de
sensibilidad de las especies directamente relacionado con los niveles de contaminación) que
permitió reconocer la tolerancia de estos. Para los géneros de Usnea, Chrysothrix
51
Parmotrema, Punctelia, Physcia y Dirinaria no fue posible comparar los resultados con otras
investigaciones porque estos géneros cuentan tanto con especies sensibles y no sensibles.
La especie Flavopunctelia flaventior se encontró en las zonas de Tunal, Guaymaral,
Corpas, Fontibón, Sagrado Corazón y Simón Bolívar, con valores altos de cobertura en las
zonas que nos presentaron equitatividad, esta especie en particular ha sido reportada en otros
estudios como una especie resistente que se puede encontrar en zonas con poca o alta
contaminación (Rubiano, 2006; Simijaca & Morales, 2014) o como una especie de
sensibilidad intermedia (Canseco et al., 2006).
Con respecto a otra especie resistente, Physcia undulata fue encontrada en las zonas de
Tunal, Guaymaral, Fontibón, Las Ferias, Sagrado Corazón y Simón Bolívar y en otros
estudios ha sido clasificada como resistente con un mayor desarrollo en áreas urbanas según
(Estrabou et al., 1998). Esto concuerda con el Q hallado durante este estudio, ya que según su
valor se clasificó como una especie de menor sensibilidad frente a la contaminación. De igual
forma, en las zonas con menor riqueza (Fontibón, Tunal y Las Ferias) también se presentaron
las especies Dirinaria sp, Chrysothrix sp y Sp1 categorizados como de menor sensibilidad.
Sin embargo, se encontró la especie de mayor sensibilidad Parmotrema sp en la zonas de
Tunal y Guaymaral, con valores muy bajos de cobertura consecuencia del grado de
contaminación al que está expuesta en estas zonas, categorizadas en contaminación máxima,
en comparación con la zona de Simón Bolívar donde se presentó con una cobertura alta.
Otros géneros como Usnea, Punctelia y Physcia, solo se encontraron en la zona de Simón
Bolívar. Al igual que lo que se reporta en la presente investigación a partir de los valores de
Q y de su restricción a la zona de Simón Bolívar, varias de las especies pertenecientes a estos
52
géneros han sido reportadas por otros estudios como especies sensibles (Rubiano, 2006;
Estrabou et al, 2004; Hawksworth et al, 2005).
Respecto a la relación entre las concentraciones de los contaminantes y el IPA, no hubo
una correlación significativa (tabla 8), probablemente porque los niveles de concentraciones
no variaron tanto entre zonas como para encontrar un patrón representativo (figura 6), pero si
se evidenció que las barreras arbóreas protectoras, flujo vehicular y dirección del viento de
una u otra manera estuvieron implicadas en la presencia o ausencia de líquenes en cada zona.
Así las zonas con barreras arbóreas (Simón Bolívar y Sagrado Corazón) presentaron mayores
valores de IPA.
Comparando la categorización que hace la Secretaría Distrital de Ambiente a partir del
Índice Bogotano de Calidad de Aire (IBOCA) con el Índice de Pureza Atmosférica (IPA)
calculado en este estudio (figura 10 y figura 11), no se encontró el mismo patrón. Según el
IBOCA, Guaymaral, Corpas, Las Ferias y Sagrado Corazón están clasificadas con un índice
favorable de calidad de aire mientras que según lo encontrado en el IPA, estas zonas son de
contaminación máxima a excepción de Sagrado Corazón con contaminación alta. Las zonas
de Kennedy y Tunal son clasificadas por el IBOCA como de contaminación moderada pero
según el IPA son zonas de contaminación máxima. Simón Bolívar fue la única zona que tuvo
la misma categorización entre estos dos índices.
Por todo lo anterior, esta investigación demuestra el potencial que tiene el uso de los
líquenes como una herramienta complementaria, continua y de seguimiento para conocer el
estado de calidad de aire en diferentes zonas de una ciudad, ya que existe una buena relación
de crecimiento de líquenes y el entorno donde se encuentran.
53
9. CONCLUSIONES
A partir de la relación de riqueza y cobertura de líquenes se halló el IPA e índice de
Shannon para las ocho zonas de estudio; la zona de Simón Bolívar siempre presentó los
valores más altos para estos dos índices y las concentraciones de contaminantes más bajas.
Además, según el IPA, esta zona fue la de mejor calidad de aire, siendo el ambiente menos
perturbado con las mejores características para el hábitat de los líquenes.
La mayor riqueza y cobertura de especies estuvo representada por los líquenes con hábito
de crecimiento folioso entre las cuales Flavopunctelia flaventior y Physcia undulata,
estuvieron presentes en seis de las ocho zonas estudiadas.
De las ocho zonas estudiadas seis se clasificaron en contaminación máxima, una en
contaminación alta y otra en contaminación baja, lo que nos indica que la ciudad de Bogotá
no cuenta con un ambiente óptimo para el desarrollo de especies liquénicas.
No se encontró una correlación significativa entre los índices de Shannon y el IPA con las
concentraciones de gases contaminantes (NOX, SOX y CO) y de material partículado PM10,
aunque la zona de Simón Bolívar presentó la mayor cobertura y riqueza de líquenes así
mismo los valores más bajos de concentraciones de contaminantes, lo contrario para la zonas
de Corpas y Guaymaral con baja riqueza, cobertura y valores altos de contaminantes.
54
Las variables ambientales (temperatura, humedad, diámetro a la altura del pecho y
diámetro de copa) no tuvieron relación significativa con el IPA de Calatayud–Lorente y Sanz,
es decir que estas variables no influyeron en el IPA calculado por árbol.
Al relacionar la riqueza con la cobertura de líquenes en las zonas se encontró que algunas
zonas contaron con alta riqueza pero con valores bajos de cobertura y viceversa, es decir no
presentaron equitatividad lo que se vio reflejado en su índice de Shannon.
Los géneros Usnea, Punctelia y Physcia, mostraron mayor sensibilidad frente a la
contaminación, estuvieron presentes solo en la zona de Simón Bolívar, concluyendo que de
las ocho zonas evaluadas está es la mejor zona por sus características ambientales para el
crecimiento de estos líquenes. Esto significa que el monitoreo de estos géneros puede ser un
factor clave para evaluar la calidad del aire en las zonas en las que se presenten.
Simón Bolívar y Sagrado Corazón, tuvieron mayor área de cobertura vegetal arbórea a su
alrededor, factor importante para mitigar las concentraciones de los contaminantes, lo
contrario ocurre con la dirección del viento que puede ser el parámetro ambiental más
importante en el desplazamiento de los contaminantes atmosféricos, perjudicado zonas que
no deberían tener valores de concentraciones altas y así inhibiendo el crecimiento de
líquenes, zonas como Guaymaral, Corpas, Fontibón y Kennedy.
55
10. RECOMENDACIONES
En futuras investigaciones sería apropiado tener en cuenta todas las estaciones de
monitoreo de calidad de aire de la ciudad y que estas así mismo cumplieran con las
mediciones de los contaminantes criterios según la OMS, que en el momento no se están
midiendo.
Sería también importante que se incluyera el traslado de especies sensibles de líquenes a la
contaminación atmosférica y exponerlos por periodos de tiempo determinados en diferentes
zonas para luego efectuar análisis químicos de bioacumulación y conocer el comportamiento
biológico de los líquenes.
56
11. BIBLIOGRAFÍA
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http://www.bogota.gov.co/
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12 ANEXOS
ANEXO 1 Claves Taxonómicas Bibiana Moncada