UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

CAPTURA DE DIÓXIDO DE CARBONO (CO2) Y PORCENTAJE DE HUMEDAD EN

PARQUES PÚBLICOS URBANOS DEL DISTRITO DE TRUJILLO

23 de septiembre de 2021
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1. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN:
1.1. Antecedentes:

Un primer proyecto “Captura de dióxido de carbono en parques públicos urbanos del

distrito de Jesús María” (2012) que tuvo por objetivo evaluar en forma cuantitativa el
dióxido de carbono (CO₂) extraído por las especies herbáceas, determinó los valores
de biomasa a nivel del ras del suelo por el método del cuadrado en tres parques y la
vegetación forestal aérea en cuatro parques representativos.

Otra referencia adicional sería la Universidad de Sevilla ha presentado un estudio en

el que destaca la importancia de la vegetación en la lucha contra el cambio climático.
Diversos árboles como la melia, la acacia o la jacaranda (árboles muy utilizados en
jardines) pueden absorber el CO₂ que emiten diariamente miles de vehículos, es decir,
son verdaderos sumideros de CO₂.

1.2. Justificación:

La investigación realizada por nuestro grupo se basa en la preservación del medio

ambiente, ya que zonas de áreas verdes sirven como sumideros de CO₂ y mecanismo
natural de mitigación de GEI. Al encontrarse la concentración de población en las
zonas urbanas, esto implicaría una vulnerabilidad ante los efectos del cambio
climático producido por las industrias, el parque automotriz, los desechos, etc., que
afectan nuestra calidad de vida. Por eso, en este proyecto se busca concientizar a la
comunidad trujillana sobre la vital importancia del cuidado de las áreas verdes.

2. MARCO TEÓRICO:
2.1. Ciclo del Carbono

El carbono es el elemento en el que está fundamentada la vida. Las propiedades

químicas del carbono, permiten que este elemento se una con una gran cantidad de
átomos distintos para formar moléculas de variadas características.

Mediante procesos químicos, físicos y biológicos; el carbono se mueve entre los

océanos, la atmósfera, el suelo, subsuelo y reservorios de carbono. El paso del
carbono terrestre al medio atmosférico puede ser el resultado de procesos como la
respiración, la fotosíntesis de las plantas y por las emisiones de gases originados en
fuentes antrópicas.

El carbono existe en el aire mayoritariamente como dióxido de carbono (CO₂)

gaseoso, que cuando se disuelve al agua y reacciona con las moléculas de ésta para
producir bicarbonato: HCO₃. La fotosíntesis, la cual llevan a cabo las plantas,
convierte el dióxido de carbono en moléculas orgánicas. Las moléculas orgánicas
producidas por los organismos fotosintetizadores pasan a través de las cadenas
alimenticias y la respiración celular convierte nuevamente el carbono orgánico en
dióxido de carbono gaseoso.

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En los últimos 150 años ha existido un incremento del 31% de las emisiones de
dióxido de carbono en la atmósfera. A nivel global el equilibrio del carbono en
nuestro planeta se encuentra en función de tres reservorios o almacenes de carbono
que son el océano con una estimación de 38.000 Pg de carbono, la atmósfera con 750
Pg y lo que refiere a biomasa y vegetación con 550 Pg, estos tres reservorios se
encuentran interactuando entre ellos.

2.2. Áreas verdes

Los jardines, parques, las zonas verdes o el arbolado son recursos clave para mantener
una buena calidad de vida en las ciudades, favorecer el bienestar de las personas y
preservar el medio que nos rodea.

La OMS (Organización Mundial de la Salud) asegura que los espacios verdes ayudan
a conservar un ambiente saludable y evitar enfermedades provocadas por la
contaminación en la atmósfera, ya que el efecto negativo que produce esta falta de
espacios afecta al medio ambiente y genera consecuencias para la salud física y
mental.

Además, según estudios, se ha asegurado que se necesita, al menos, un árbol por cada
tres habitantes para respirar un mejor aire en las ciudades y un mínimo de entre 10 y
15 metros cuadrados de zona verde por habitante.

Para realizar la mejor selección posible de la vegetación urbana hay que tener en
cuenta parámetros como el consumo de agua. Todas las plantas consumen agua por
cada gramo de CO₂ que asimilan, este consumo de agua es diferente entre las
especies. Teniendo en cuenta las condiciones climáticas de nuestro entorno e
importancia en el ahorro de agua sería muy interesante considerar qué especies
capturan mayor cantidad de CO₂ y consumen menor cantidad de recursos hídricos.

2.3. Efectos en la Calidad del Aire:

Las plantas filtran partículas del aire y absorben gases contaminantes a través de las
estomas en sus hojas, que son poros o aberturas regulables del tejido epidérmico que
actúan como interfase entre el ambiente y la planta. El índice de remoción varía entre
especies, los parámetros más relevantes son la densidad del follaje y tipo de hojas. Por
ejemplo, las abundantes hojas en forma de aguja de las coníferas favorecen la
remoción de contaminantes. (Velasco, E. 2018 p.19)

La captura del C y CO₂ en la biomasa aérea arbórea y a nivel del suelo en los parques:
San Andrés, San Vicente y San Esteban demuestra la importancia de las áreas verdes
en la calidad de vida de la población.

2.4. Gases de Efecto Invernadero:

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Los Gases de Efecto Invernadero o GEI son conocidos por su influencia en el

calentamiento global, pero en realidad no son un problema. Estos gases son
indispensables para mantener la temperatura del planeta ya que sin ellos el planeta
sería un bloque de hielo, además los GEI reducen la pérdida neta de radiación
infrarroja hacia el espacio y tienen poco impacto en la absorción de la radiación solar,
lo que hace que la temperatura de la superficie sea más cálida y produce el
denominado “efecto invernadero”; pero la actividad humana ha alterado su número y
el equilibrio natural. Antes la los cambios naturales en la composición del Dióxido de
Carbono, los cuales ocurrieron durante las transiciones glaciales - interglaciales, pero
en la actualidad, la humanidad es el factor más trascendental en el cambio del GEI.

Los principales GEI son de origen natural, pero esto sería un problema si se altera el
equilibrio natural y el clima. Por otro lado, tenemos a la industrialización, con el uso
masivo de los combustibles fósiles como el petróleo, carbón y gas; el transporte o el
uso intensivo de la agricultura y ganadería.

Algunos GEI nacen influenciados de forma directa o indirecta por las actividades del
ser humano, mientras que otros son de naturaleza antropogénica. Los principales
gases que se forman de manera natural son: Vapor de agua (H2O): según el Grupo
Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, afirman que el H2O
abarca el 36 y el 70 por ciento del efecto invernadero. La niebla, bruma y nubes son
vapor de agua, y además es el principal subproducto de la combustión de
combustibles fósiles.

Dióxido de carbono (CO₂): es un subproducto de respiración celular y de los

combustibles fósiles. El CO₂ es el principal responsable del calentamiento. Su
emisión se da por distintos tipos de procesos de combustión, como, por ejemplo: la
combustión en las centrales térmicas que producen electricidad, combustión de
madera, petróleo o gas natural.

Ozono (O3): El ozono es un gas que no está distribuido de manera equitativa en el

planeta. El ser humano ha planteado 2 diferencias. La primera afirma que en la zona
inferior de la atmósfera hay demasiado ozono que actúa como un potente GEI; y la
segunda nos dice que en la parte superior hay poca presencia de ozono, y eso trae
como consecuencia una menor capacidad de impedir la radiación solar adversa.

Metano (CH4): Su origen sucede a las fermentaciones producidas por bacterias

anaerobias, que se encuentran en zonas pantanosas y cultivos; además se produce por
los escapes de depósitos naturales y conducciones industriales. Según la IPCC, afirma
que contribuye al 13% del calentamiento global, su efecto es 25 veces mayor que del
CO₂, y su tiempo en la atmósfera es de unos 12 años.

Óxido nitroso (N2O): Este gas es producido en su mayoría por el uso de fertilizantes
en la agricultura intensiva. El ser humano ha provocado un aumento de estos gases, al

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ser producidos para diversos productos industriales y como subproductos de los

vehículos motorizados.

Los principales GEI que se forman debido al ser humano son: clorofluorocarbonos
(CFC), hidrofluorocarbonos (HFC) e hidroclorofluorocarbonos (HCFC) a los que se
les denomina con el nombre de “HALOCARBONOS”; los cuales son compuestos
químicos artificiales que se encuentran presentes en pequeñas concentraciones en la
atmósfera, pero son muy influyentes en el efecto invernadero, además tienen usos
variables como en sistemas de refrigeración, componentes de aerosoles, etc.

Los científicos determinaron que no todos los gases producen la misma cantidad de
efecto, y para esto ellos elaboraron ciertos parámetros para medir tal influencia. De
esta manera se ha descubierto que el metano es un gas más potente que el CO₂, sin
embargo, las actividades como el transporte e industria emiten un efecto invernadero
del CO₂ mayor que el metano. Por esta razón se han propuesto distintas medidas para
reducir la emisión de estos gases como, por ejemplo: sustituir los combustibles fósiles
por energías renovables, aplicar medidas de eficiencia energética y aumentar la
reforestación.

3. ENUNCIADO DEL PROBLEMA:

Actualmente, nos encontramos en un mundo en el cual se enfrentan el desarrollo

económico y la preservación ambiental, donde la actividad humana ya sea extractiva,
productiva o consumista en la que nos ha envuelto la sociedad, no tiene el mínimo
interés por mantener ambos factores en equilibrio. Y, por consiguiente, cada vez se
hacen más evidentes los terribles efectos que se producen en el cambio climático,
siendo el CO₂ el gas más predominante en la contaminación global. El dióxido de
carbono no es un contaminante en sentido convencional, a decir verdad, es un
componente natural de la atmósfera, conformando un 0.033% de esta, y es esencial
para el crecimiento de las plantas (Kiely, 1999). Sin embargo, existe un incremento al
ser un subproducto de la quema de combustibles de origen fósil, como el petróleo, el
gas o el carbón; de la quema de biomasa y otros procesos industriales. El CO ₂ el gas
de efecto invernadero antropógeno que más afecta al equilibrio de la Tierra. Es
también el gas de referencia para la medición de otros gases de efecto invernadero y,
por consiguiente, su Potencial de calentamiento mundial es igual a 1.

¿En qué medida las áreas verdes del distrito de Trujillo aportan a la reducción
de la alta concentración de CO₂ producido por la contaminación antropogénica?

¿Cuánto arbolado, y de qué tipo, se necesita para capturar el CO2 emitido por la
comunidad trujillana?

4. HIPÓTESIS:

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Las áreas verdes del distrito de Trujillo cuentan con la capacidad de absorber CO2,
polvo, humo y otros gases tóxicos causados por las fábricas, gases de automóviles y
algunas empresas. Además, los árboles ubicados en estas áreas reducen la radiación
emitida por el sol en el verano y, en el invierno, la energía almacenada es liberada
para calentar el ambiente.

5. OBJETIVOS:
5.1. Objetivos generales:
Determinar los niveles de CO₂ capturados por las regiones de áreas verdes en
los parques de las zonas urbanas de Trujillo contribuyendo con la purificación
del medio ambiente, reduciendo el efecto invernadero y mejorando la calidad
de vida de nuestra población.
5.2. Objetivos específicos:
 Identificar las especies de árboles ubicadas en el área estudiada.
 Realizar un inventario con cada especie donde se encuentren sus
características principales.
 Determinar el área del césped para su posterior análisis y estudio.
 Concientizar a la sociedad con prácticas sobre desarrollo sostenible con
respecto al medio ambiente y al bienestar social, manteniendo el equilibrio en
las áreas verdes del distrito de Trujillo.
5.3. Variables:
 Variable Dependiente: CO₂ en los parques de las zonas urbanas de Trujillo.
 Variable Independiente: Gases tóxicos.

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MATERIAL Y PROCEDIMIENTOS:
5.4. Material:

PARQUES ÁREA

Monte de Los Olivos

2056,51 m 2

San Vicente

5409,72 m 2

San Esteban

7063,71 m 2

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5.5. Procedimiento (Métodos):

5.5.1. Parque Monte de los Olivos:

Ubicación: Marcelo Corne 243, Trujillo 13008

Imagen 1. Ubicación del parque Monte de los Olivos

Imagen 2. Medición de un punto del suelo hacia un árbol

✓Instrumentos:

-Tijeras de jardinería.
-Sacos de tela.
-Guantes.
-Marco de madera de 1m².
-Bolsas herméticas.

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✓Procedimiento: Se fijó el marco de 1m² al pasto, después usamos las

tijeras de jardinería para cortar el césped usando previamente los guantes
para posteriormente obtener la muestra, lo colocamos en las bolsas
herméticas y lo introducimos en las bolsas de tela.

Imagen 3. Proceso de extracción de 1m2 de césped

Imagen 4. Resultado de la replantación del césped en el 1m2 extraído

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5.5.2. Parque San Vicente:

Ubicación: Juan Masías 501, Trujillo.

Imagen 5. Ubicación del parque San Vicente

Imagen 6. Medición del ángulo de elevación

✓Instrumentos:

-Marco de madera de 1m²

-Tijeras de jardinería
-Guantes
-Sacos de tela
-Bolsas herméticas

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✓Procedimiento: Se utilizó el marco de 1m² para fijar la parte del pasto

que se iba a extraer, posteriormente procedimos a extraer el pasto con
ayuda de las tijeras de jardinería y los guantes.

Imagen 7. Proceso de extracción de 1m2 de césped

Imagen 8. Resultado de la replantación del césped en el 1m2 extraído

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5.5.3. Parque San Esteban:

Ubicación: San Esteban 212, Trujillo 13008

Imagen 9. Ubicación del parque San Esteban

Imagen 10. Parque San Esteban

✓Instrumentos:

- Marco de madera de 1m²

- Tijeras de jardinería
- Guantes quirúrgicos
- Sacos de tela
- Bolsas herméticamente cerradas

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✓Procedimiento:

Se colocó el marco de madera de 1mx1m para delimitar el 1m² a extraer. Con

ayuda de las tijeras de jardinería podamos superficialmente el césped del área
y con el uso de los guantes, se extrajo y almacenó la muestra en bolsas
herméticamente cerradas.

Imagen 11. Proceso de extracción de 1m2 de césped

Imagen 12. Proceso de replantación del 1m2 extraído

5.6. Técnica de recojo de datos:

Para el proceso de determinación de la altura de cada árbol en los parques
hicimos uso de un eclímetro casero, que sirve para medir el ángulo de
elevación desde el punto de vista del observador hasta la copa del árbol. Con
ayuda de cálculos elementales de matemática, pudimos hallar la altura de
dichos árboles en cada uno de los parques: “Montes de los Olivos”, “San
Vicente” y “San Esteban”, que están evidenciados en el punto 6.4.

Imagen 13. Eclímetro casero elaborado por un miembro del grupo

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Para hallar el porcentaje de humedad, nosotros requerimos una muestra de 1m²

de pasto en cada parque y posteriormente se lleva al laboratorio. De cada
muestra se elaboran submuestras, que son selladas en bolsas herméticas y
pesadas en el laboratorio, con ayuda de una balanza.

Imagen 14. Pesado de muestras de pasto en el laboratorio

Imagen 15. Masa de una muestra sellada herméticamente

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DATOS DE LAS MASAS INICIALES (Muestras pequeñas selladas en

bolsas herméticas):

 Parque “San Vicente”: 83,86 g.

 Parque “Monte de los Olivos”: 33, 06 g.
 Parque “San Esteban”: 42, 78 g.

Las muestras pasan al horno a ser secadas, usando como base papel aluminio.

Imagen 16. Introducción al horno de las muestras de pasto

DATOS DE LAS MASAS FINALES (Muestras pequeñas luego de salir

del horno):

 Parque “San Vicente”: 23,34 g.

 Parque “Monte de los Olivos”: 9,77 g.
 Parque “San Esteban”: 16,57 g.

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5.7. Tratamiento de datos:

5.7.1. P. Monte de los Olivos:

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5.7.2. P. San Vicente:

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5.7.3. P. San Esteban:

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Se determinó el número de especies, el peso total del pasto y se extrajo todo el

metro cuadrado dejando el área en limpio.

Las muestras de pasto que se pesaron en húmedo y seco fueron netamente de un

solo parque, debido a la disponibilidad del horno y balanza electrónica que nos
ofrecieron en el laboratorio de química de la UNT.

 PARQUE MONTE DE LOS OLIVOS

 PARQUE SAN VICENTE

 PARQUE SAN ESTEBAN

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Hallando la altura de los árboles y en el laboratorio las masas de las muestras de

pasto, pudimos establecer la biomasa arbórea sobre el suelo. Pero, teóricamente
hablando, hay una fórmula para hallar dicha biomasa:

En los parques anteriormente mencionados, se ha registrado alrededor de un 70-

80% de cobertura vegetal y está constituida principalmente por césped; sin
embargo, los árboles también son numerosos.

 PARQUE MONTE DE LOS OLIVOS

Vegetación Porcentaje (%) Biomasa Vegetal

(kg/m2)

Calvas (sin vegetación) 8 ----

Raygrass perenne 92 0.424

(Lolium multiflorum)

Total 100 0.424

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 PARQUE SAN VICENTE

Vegetación Porcentaje (%) Biomasa Vegetal

(kg/m2)

Calvas (sin vegetación) 12 ----

Raygrass perenne 88 0.33

(Lolium multiflorum)

Total 100 0.33

 PARQUE SAN ESTEBAN

Vegetación Porcentaje (%) Biomasa Vegetal

(kg/m2)

Calvas (sin vegetación) 6 ----

Raygrass perenne 94 0.347

(Lolium multiflorum)

Total 100 0.347

5.8. Inventario de vegetación arbórea de las especies forestales

Se realizó un inventario basado en los parques Monte de los Olivos, San

Vicente, San Esteban, identificando las especies encontradas en cada uno de
ellos.
Los resultados obtenidos se observan en los siguientes cuadros planteados, en
los cuales detallamos las medidas referentes a las circunferencias de los tallos,
diámetro del árbol y la altura total.

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 PARQUE MONTE DE LOS OLIVOS

 PARQUE SAN VICENTE

 PARQUE SAN ESTEBAN

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6. RESULTADOS Y DISCUSIONES
Se realizó la recopilación de datos de los parques Monte de los Olivos, San Vicente y
San Esteban en el distrito de Trujillo.
La superficie de los parques se determinó con el software de Google Earth versión
7.3.2.5776 del 2021.
Este método nos permitió calcular, a partir de la materia vegetal húmeda, el
porcentaje de materia seca y luego hacer una estimación del carbono orgánico. El
porcentaje de materia orgánica obtenido es igual al porcentaje de carbono orgánico
multiplicado por el factor de 1.724, porque la materia orgánica contiene el 58% de
carbono.
Finalmente, se procedió a transformar los valores obtenidos en términos equivalentes
de CO2, multiplicando por el factor de conversión 3.67 que resulta de la relación entre
el peso atómico del C y el peso molecular.

% MATERIA
CARBONO TOTAL CO
PARQUES ORGÁNICA
2

CAPTURADO CAPTURADO
SECA

Monte de los
29.46 % 442.89 kg 1625.4 kg
Olivos

San Vicente 27.83 % 857.86 kg 3148.35 kg

San Esteban 38.73 % 1638.16 kg 6012.04 kg

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
De la investigación se puede concluir que la vegetación arbórea es importante e
influye de manera significativa en la función de regulación de los parques urbanos.
Uno de los propósitos adicionales de esta investigación fue mostrar la importancia de
la cobertura arbórea en una de las funciones ambientales del parque urbano como es la
regulación de la calidad del aire mediante la captura de carbono, los resultados
obtenidos evidencian esa importancia mediante una alta relación positiva entre la
cobertura vegetal y la función de captura de dióxido de carbono por parte de los
parques en Trujillo.
Para mejorar la funcionalidad de los parques en la sostenibilidad de la ciudad se
recomienda seleccionar las especies más adecuadas, considerando dos aspectos:
primero la adaptabilidad a la escasez de agua en zonas áridas y segundo la
contribución ecosistémica. Es decir, aquellas especies con menor requerimiento de
agua, con buena cobertura arbórea y mayor volumen de captura de CO2. Según los
datos de Brescia De Fort (2010) y Domingez (2016) las siguientes especies cumplen
mejor estos criterios: Schinus molle 182.6 kg CO2 /año, Schinus terebinthifolius 74.4
kg CO2 /año, Grevillea robusta con 229.0 kg CO2 /año, Eucalyptus globulus 162.3 kg
CO2 /año y Ficus benjamina 63.9 kg CO2 /año.

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8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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