Introducción

El crecimiento poblacional en las ciudades genera mayor demanda de bienes y servicios, esto se relaciona con la demanda de energía cuyo suministro es responsable aproximadamente del 26% de las emisiones globales de Gases Efecto Invernadero (GEI), siendo la quema de combustibles fósiles la fuente más importante (^{UN-Hábitat, 2011}). En el ámbito mundial, las proyecciones van en aumento, las estimaciones indican que en el 2050 se suscitará un Cambio Climático más perjudicial debido principalmente a un incremento de 70% en las emisiones de CO₂ relacionadas con la generación de energía (^{Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos [OCDE], 2012}).

Las principales actividades responsables de las emisiones de GEI en las urbes de América Latina y el Caribe son el transporte terrestre (38%) así como la producción de electricidad (21%); México es el país con mayor cantidad de emisiones de GEI contribuyendo con el 30% (^{UN-Hábitat 2012}). Como ejemplo, el 75% de la electricidad se genera a partir de combustibles fósiles (^{Comisión Nacional de Vivienda [Conavi], 2006}).

Gracias a los sumideros naturales de carbono se eliminan los GEI, la vegetación funciona como uno de ellos; por eso la necesidad de que las ciudades equilibren las superficies construidas y vegetadas; de acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), por cada habitante debe existir un mínimo de 9 m² de espacio verde (^{UN-Hábitat, 2014}). La disminución de este espacio merma la calidad del aire afectando la salud de las personas, según la OMS, México es el segundo país de América Latina con mayor número de muertes relacionadas con la contaminación del aire (^{Green & Sanchez, 2012}). El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (^{IPCC, por sus siglas en inglés, 2008}) sugiere medidas para mitigar sus efectos; en los edificios propone la aplicación de los aislamientos térmicos y recurrir al diseño solar pasivo¹ tanto para la calefacción como para la refrigeración de los espacios.

Por otro lado, la naturación urbana es la acción de incorporar la vegetación al medio urbano con el objetivo de amortiguar el desequilibrio entre la urbanización y la conservación del medio ambiente (^{Urbano & López, 2013}). Entre los beneficios que aportan destacan su funcionamiento como aislante térmico y la captura de CO₂, entre otras partículas contenidas en el aire. Las fachadas vegetadas forman parte de los sistemas de naturación urbana, se instalan en los muros exteriores que componen la envolvente arquitectónica² de un edificio. Se componen básicamente de un recipiente que contiene el sustrato o medio de crecimiento y una malla o enrejado que sirve de guía para el desarrollo de la vegetación que es de tipo trepadora.

El CO₂ secuestrado por las plantas es el resultado de las diferencias entre el CO₂ atmosférico absorbido durante el proceso de la fotosíntesis y el CO₂ emitido durante la respiración. Esta diferencia es convertida en biomasa y suele oscilar entre el 45% y 50% del peso seco de la planta (^{Espada, 2013}). Un estudio realizado por Getter, Row, Robertson, Cregg & Andresen (²⁰⁰⁹) mostró que una cubierta extensiva de sedum puede capturar en promedio 375 g de C por m² en un periodo de seis meses; 168 g de C por m² en la biomasa aérea, 107 g de C por m² en la raíz y 100 g de C por m² en el sustrato. Es decir, el 45% lo captura la vegetación aérea, el 28% la raíz y el 27% el sustrato.

El presente estudio tuvo como objetivo determinar la cantidad de CO₂ fijado anualmente por las especies Pentalinon luteum y Clitoria ternatea, trepadoras nativas del trópico húmedo de América, por sus cualidades de bajo requerimiento de agua, fácil mantenimiento, alta tolerancia a la exposición del sol y su apariencia estética son apropiadas para ser utilizadas en los sistemas de fachada vegetada. Los resultados serán útiles para comparar los resultados con otras especies recomendadas para los sistemas de naturación.

Materiales y métodos

El método para determinar el carbono (C) capturado por m² se basa en la producción de biomasa en un periodo de seis meses para la especie Clitoria ternatea y de año un año seis meses para la especie Pentalinon luteum. El contenido de carbono por cada fracción de la planta se determinó utilizando la metodología de Mota, Alcaraz, Iglesias, Martínez & Carvajal (²⁰¹¹), aplicada a plantas hortícolas de la región de Murcia en España. La equivalencia en CO₂ se obtuvo considerando que cada mol de CO₂ contiene 12 g de C (44/12), por tanto, la estequiometría de la reacción de fijación de este gas indica que, por cada g de carbono asimilado, se retiran de la atmósfera 3.66 g de CO₂ (^{García, 2014}). Dicha equivalencia la refiere asimismo el IPCC que indica que 1 t de C= 3.67 t CO₂.

El sistema de fachada vegetada está compuesto por un contenedor metálico rectangular de 30 cm de altura y profundidad y 2 m de longitud, anclado al muro estructural con soportes metálicos en forma de “L” y por una reja prefabricada de alambre electro-soldado con acabado de poliéster cuyas dimensiones son 2.50 m de altura y 2.00 m de longitud, separada 10 cm del muro estructural para evitar que la superficie se humedezca y fijada en la parte superior. Se instaló en una vivienda tipo residencial ubicada en la zona centro del municipio de Acapulco, Guerrero (figuras 1 y 2).

Fuente: Elaboración propia.

Figura 1. Modelo construido. 

Fuente: Elaboración propia.

Figura 2. Detalle de la estructura. 

El sustrato está compuesto de fibra de coco, grava de tepetate triturada, humus de lombriz y abono de hoja, en proporción: 0.3, 0.2, 0.3, 0.2, respectivamente; estos materiales se hallan en la región de Acapulco. La especie Pentalinon luteum es una enredadera perennifolia de tallos leñosos, sus hojas son ovadas, brillantes, de color verde claro, sus flores de color amarillo y en forma de campana; comúnmente se utiliza como planta ornamental, protege la fauna silvestre, florece todo el año con mayor florecimiento en primavera y verano, crece en suelos con pocos nutrientes, no tolera inundaciones con agua salada, además de ser venenosa. Se adquiere fácilmente en los viveros locales (figura 3). La especie Clitoria ternatea es una leguminosa que tiene la cualidad de recuperar suelos degradados al aportar nitrógeno atmosférico, el color de su flor puede ser azul o blanca; es considerada una planta silvestre de uso forrajero o medicinal (figura 4). No es posible hallarla en los viveros locales, por lo que fue necesario reproducirla con semillas recolectadas en el campo; estas se reposaron en agua durante 24 h antes de ser sembradas ya que su corteza es muy dura. La tabla 1 muestra la paleta vegetal que incluye el origen taxonómico, las características físicas y los requerimientos para su buen desarrollo. La especie Clitoria ternatea fue sembrada en el contenedor con una separación aproximada de 40 cm entre planta, mientras que de la especie Pentalinon luteum se plantaron tres individuos separados entres si 60 cm, cuya altura inicial fue de un metro aproximadamente (tabla 1).

Fuente: Elaboración propia.

Figura 3. Pentalinon luteum. 

Fuente: Elaboración propia.

Figura 4. Clitoria ternatea. 

Para obtener el contenido de biomasa se extrajeron manualmente desde la raíz dos individuos de cada especie, los cuales fueron colocados cuidadosamente en bolsas de plástico para ser trasladados al laboratorio. Se limpiaron y se separaron en fracciones (tabla 2).

El peso fresco se obtuvo de cada fracción de las plantas utilizando una balanza analítica de alta precisión marca OHAUS, modelo PA214 con capacidad máxima de 210 g. Posteriormente, muestras de 5 g contenidas en recipientes de vidrio fueron secadas en una estufa convencional de secado (hand made) a 60 °C hasta obtener el peso constante de cada fracción. A continuación, las muestras fueron molidas en tres etapas, primero utilizando una licuadora común, seguido de un molido con mortero y por último utilizando un filtro de tela hasta obtener un polvo homogéneo (figuras 5 y 6).

Fuente: Elaboración propia.

Figura 5. Separación de la planta en fracciones. 

Fuente: Elaboración propia.

Figura 6. Mediación del peso en fresco. 

Las partículas de polvo se etiquetaron y se colocaron en bolsas de papel glassine para trasladarlas al departamento de Edafología del Instituto de Geología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), donde se realizó el análisis por duplicado del contenido de carbono. Para ello se utilizó un analizador elemental CNHS/O perkin Elmer 2400 series II en el modo CHN.

Resultados

El contenido de carbono es similar en las distintas fracciones de las plantas (tabla 3).

El carbono total fijado se obtuvo multiplicando el porcentaje de cada fracción por su respectivo peso seco en gramos. La estimación de CO₂ capturado se obtuvo de acuerdo a la equivalencia sugerida por el IPCC.

El contenido de carbono por cada fracción de la especie Citoria ternatea varía entre 43% y 46%. La captura en promedio es de 71.93 g de C por planta que equivale a 263 g de CO₂; el tallo captura el 44%, las hojas el 26%, la vaina el 21% y la raíz el 9% (tabla 4).

El contenido de carbono en cada fracción de la especie Pentalinon luteum varía entre 38% y 44%. Esta planta captura en promedio 128.52 g de C por m² en un periodo de año y medio, equivalente a 471.28 g de CO₂. El tallo captura el 60%, la raíz el 25% y las hojas el 15% (tabla 5).

La tabla 6 muestra los resultados de la captura de CO₂ de las especies analizadas comparadas con los datos de captura de carbono en una especie de sedum según Getter et al. (²⁰⁰⁹).

Discusión

Los resultados de contenido de carbono de cada fracción de la planta en las especies analizadas se hallan en el intrevalo 39% - 46%, muy cerca del margen 45% - 50% referido por Espada (²⁰¹³). La especie Clitoria ternatea puede capturar 71.93 g de C, equivalente a 263.25 g de CO₂ por planta en un periodo de seis meses, la mayor parte es capturado por el tallo (44%), seguido de las hojas (26%), la vaina (21%) y raíz (9%). Mientras que la especie Pentalinon luteum puede capturar 128.53 g de C, equivalente a 470.43 g de CO₂ por planta en un periodo de año y medio; la captura es principalmente debida al tallo (60%), la raíz y la hoja capturan menor cantidad, 25% y 15%, respectivamente.

Ambas especies cubren una superficie de un metro cuadrado por individuo; sin embargo, la densidad de plantación en el sistema es de 2.5 plantas por metro lineal. Las especies que se analizaron en el presente trabajo mostraron cantidades similares de captura de carbono en relación con su periodo de producción de biomasa.

La cantidad de carbono capturado por las plantas utilizadas en este trabajo es inferior a la capturada por una especie de Sedum sp. la cual captura 275 g de C por m² equivalente a 1008 g de CO₂ por m² en un periodo de seis meses, Getter et al. (²⁰⁰⁹). Este hecho podría deberse a la diferencia de biomasa que existe entre estas plantas. Es importante señalar que en los sistemas de fachadas vegetadas se requieren especies de trepadoras, las especies de Sedum son suculentas de porte bajo, razón por la cual se emplean comúnmente en las azoteas y muros vegetados tipo panel o fieltro.

Conclusiones

En el presente trabajo se ha obtenido la cantidad de carbono capturado por plantas trepadoras de las especies Pentalinon luteum y Clitoria ternatea utilizadas en la construcción de muros vegetados. En la primera la raíz y el tallo capturan más CO₂ (60% y 25%, respectivamente), mientras que en la Clitoria ternatea el tallo y la hoja capturan más de este contaminante (44% y 26%, respectivamente). En promedio, la especie Pentalinon lutem captura 471.38 g de CO₂ durante un año y medio, la especie Clitoria Ternatea captura (263 g de CO₂) en seis meses. La relevancia de este estudio radica en la cantidad de CO₂ capturado por especies de trepadoras recomendables en fachadas vegetadas.