LLuvia acida

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Universidad de Costa RicaFacultad de Ciencias AgroalimentariasEscuela de AgronomíaDiseño Experimental I

Amortiguación del efecto de la lluvia ácida en papa (Solanum tuberosum)Departamento de fitopatología

Claudio Vargas Rojas A66016

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TABLA DE CONTENIDOS

INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 3

OBJETIVO GENERAL: .................................................................................... 4

OBJETIVOS ESPECIFICOS: ............................................................................ 4

MATERIALES Y MÉTODOS: ........................................................................... 4

MAPA DE CAMPO ............................................................................................ 5

LITERATURA CITADA ...................................................................................... 8

ANEXOS .......................................................................................................... 10

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Introducción

La lluvia ácida representa un serio problema ambiental y económico, por sus efectos sobre los ecosistemas y edificaciones. Afectando tanto a paísesdesarrollados como aquellos en vías de desarrollo (Gallardo y García 1999).

Este fenómeno ocurre en áreas con altas emisiones de dióxido deazufre y de óxidos de nitrógeno, que más tarde se oxidan a trióxido de azufre opentóxido de nitrógeno, los cuales se combinan con el vapor de agua de laatmosfera formando ácido sulfúrico o nítrico diluidos (Henry y Heinke 1999).

La lluvia ácida puede retornar a la superficie terrestre de dos formas, lahúmeda donde las sustancias ácidas están disueltas en el agua lluvia, nieve ygranizo; y la deposición seca, que comprende todos compuestos gaseososácidos depositados como cenizas, hollín o gases en el suelo, plantas o edificios

(Garcés y Hernández 2004). Ambos tipos de deposición pueden ser acarreados por el viento, agua u

otro vector a distancias sumamente grandes. Como ocurre en Canadá yEscandinavia, quienes deben la mitad de sus precipitaciones ácida a EstadosUnidos e Inglaterra respectivamente (Nebel y Wright 1999).

Los niveles de nitrógeno y azufre en la atmósfera aumentan comoconsecuencia de la actividad humana, como la combustión de petróleo, durantela obtención de metal o por combustión de los autos. Las erupciones

volcánicas y las emisiones de fuentes hidrotermales, contribuyen a aumentar las concentraciones de estos compuestos (Rodríguez 2005).

La lluvia ácida afecta la estabilidad de diversos ecosistemas, ya queeste fenómeno está formando parte del ciclo del agua y por lo tantomodificando los patrones climáticos alterando la salud humana, losecosistemas acuáticos, afectando a los bosques, cultivos e infraestructura(Rodríguez y Sánchez s.f.).

Vastas zonas de Estados Unidos reciben más o menos cantidadesiguales de precipitación ácida, pero no todas tienen lagos acidificados. Segúnparece, muchas áreas se conservan saludables, en tanto otras han llegado alextemo de no tener vida, esto se debe a la capacidad neutralizadora delsistema, que, aún si recibe ácidos, se protege de los cambios del pH, conneutralizantes, sustancias que absorben los iones de hidrógeno y mantienenmás o menos estable el pH (Nebel y Wright 1999).

Los efectos de la lluvia ácida sobre cierta área dependen de lacapacidad amortiguadora o neutralizadora del terreno. Los materiales básicoscomo el carbonato de calcio, protegen de los cambios en el pH, al reaccionar

con los iones hidronio y por ende mantienen el pH más o menos estable (Nebely Wright 1999).

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El impacto de la lluvia ácida en los cultivos de Costa Rica no ha sidoestudiado con profundidad, sin embargo con la reciente actividad del volcánTurrialba, ha crecido la preocupación de los pobladores cercanos al cráter acerca de los daños que puede producir la lluvia ácida en los cultivos de los

alrededores.Siendo los alrededores del volcán Turrialba, una de las principales zonas

productoras de papa (tanto del tubérculo como de la semilla) del país es desuma importancia realizar investigación que permita cosechar conocimientosde cómo se puede disminuir el efecto de la lluvia ácida en la papa, de locontrario el impacto de la lluvia ácida puede traer serias consecuencias a losagricultores de la zona

El objetivo de esta investigación fue probar la capacidad neutralizante detres disoluciones, que permitan amortiguar el efecto de la lluvia acida en el áreafoliar de la papa

Objetivo General:

• Estudiar el efecto amortiguador de algunas soluciones básicas quepodrían atenuar el efecto de la lluvia acida en el área foliar de la papa.

Objetivos especificos:

• Evaluar tres soluciones amortiguadoras (CaCO3, Ca(OH)2 y dolomita).

• Estudiar el efecto amortiguador de esas tres soluciones enfrentadas auna simulación de lluvia ácida en ambiente protegido.

Materiales y métodos:El ensayo se realizó en el invernadero de Fitopatología, perteneciente a

la Universidad de Costa Rica, ubicado en la sede Rodrigo Facio.

Se usaron tres soluciones amortiguadoras CaCO3 (3,5 g/l), Ca(OH)2 (1,5g/l) y dolomita (3,5 g/l), numeradas como tratamiento uno, dos y tres,respectivamente, además del tratamiento cuatro, que es el testigo.

Las soluciones amortiguadoras, se aplicaron sobre el área foliar de lasplantas de papa; a cada solución se le agregó 10 ml de aceite agrícola y 1 ml

de adherente foliar por litro de solución, con el objetivo de que las soluciones

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4 1 3 2 1 1

4 1 3 2 4 4

4 3 1 2 2 2

4 3 1 2 3 3

3 2 1 4 4 4

3 2 1 4 1 1

3 3

2 2

Bloque 4Bloque 5

Bloque 3

Simbología

Bloque 1Bloque 2

tuvieran una mayor fijación en la hoja. El efecto de la lluvia ácida se simuló conuna disolución de ácido sulfúrico a pH 1,3.

Las plantas de papa fueron sembradas desde su etapa de semilla, paralo cual se colocó la semilla en potes de un kilo, con una cantidad de sustrato

adecuada, y se dejó que las plantas llegaran a desarrollar el área foliar en sutotalidad, etapa en la cual se le roció la disolución amortiguadora según eltratamiento que le haya correspondido a cada planta, posteriormente se aplicóla simulación de la lluvia ácida en las hojas de las mismas.

Los resultados se evaluaron al segundo, tercero (donde se volvió arociar la simulación de la lluvia ácida) y sétimo día después de aplicar lostratamientos, mediante la mediación de la severidad (variable continua), deldaño causado por el ácido en el área foliar de las plantas, la medición de estavariable se realizó estableciendo previamente una escala de severidad (ver anexo 1), dibujando cinco hojas promedio y cada una de ellas representa unporcentaje de severidad diferente, por lo que se tienen cinco niveles deseveridad, contra los cuales se comparó el área foliar de las plantas delensayo, determinando así en qué nivel de severidad se encontraba cada una.

El diseño utilizado fue de bloques completos al azar, donde se establecióun total de cinco bloques, cada uno con todos los tratamientos más el testigo,por lo que hubo cinco repeticiones para cada tratamiento. Cada unidadexperimental estuvo conformada por dos potes, a los cuales se les evaluó la

severidad.

Mapa de campo

Basándose en el tipo de diseño utilizado, se creó un mapa de campo,tomando en cuenta el principio de aleatorización de tratamientos, la figura 1muestra como quedaron los tratamientos distribuidos.

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Variable N R² R²Aj CVÍndice 20 0,8 0,68 27,34Cuadro de Análisis de la Varianza (SC Tipo I)

F.V. SC gl CM F Valor p

Modelo 414,93 7 59,28 6,66 0,0023bloque 104,93 4 26,23 2,95 0,0655tratamiento 310,01 3 103,34 11,61 0,0007Error 106,85 12 8,9

Total 521,78 19Test : LSD Fisher Alfa: 0,05 DMS: 4,11194

Error: 8,9042 gl: 12Tratamiento Medias n

Dolomita 6,6 5 AHidróxido de Calcio 9,4 5 ACarbonato de Calcio 10,35 5 A

Testigo 17,3 5 B*Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)

Figura 1. Distribución de los tratamientos dentro del diseño de bloques completos alazar, del ensayo de amortiguación del efecto de la lluvia ácida en papa.

Resultados y discusión

La comparación de medias para el índice de severidad se hizo utilizandoLSD Fisher (p<=0,05). Dicho índice se obtuvo del cálculo del área bajo la curvaque produjo las diferentes fechas en que se evaluó la severidad.

Al comparar el índice de severidad obtenida en cada uno de los diferentestratamientos (cuadro 1), se encontró que existe una diferencia significativaentre el testigo y los demás tratamientos; más no así entre las tres solucionesaplicadas.

Cuadro 1. Análisis de variancia y diferencia mínima significativa, para los diferentestratamientos del ensayo.

Esto se debe a que si se mezcla un ácido con una base, se da unareacción de neutralización, donde los productos de la reacción no tienenninguna de las propiedades de la disolución del ácido ni la de la base (Brown et

al. 2004), generalmente, en este tipo de reacciones se forma agua y una sal(Chang 2002).

Por lo que a las plantas que se les aplicó una solución básica antes deaplicar el ácido, tuvieron un menor índice de severidad, debido a la reacción de

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neutralización, que disminuyó el efecto del ácido sobre el área foliar de lasplantas. Mientras que las plantas a las cuales se les aplicó solamente el ácido,al no tener una reacción de neutralización, el ácido actuó directamente, por tanto tuvieron un índice de severidad mayor.

En cuanto al efecto neutralizador de las tres soluciones aplicadas, nohubo diferencia significativa entre ellas, por lo que no se puede establecer cualtratamiento es el mejor, sin embargo la dolomita fue la que disminuyó más laseveridad (6,6), mientras que el hidróxido de calcio y el carbonato de calcioobtuvieron resultados muy similares, 9,4 y 10,35, respectivamente.

La sustancia neutralizadora efectiva está determinada por la pureza comopor la fineza de la molienda, normalmente, estos factores varían mucho dematerial a material. La cal no es un material puro, y su contenido de carbonatode calcio (CaCO3), condiciona su capacidad para neutralizar la acidez (FAO1995), por lo que probablemente ésta tuvo una menor reacción neutralizantecomparada con los otros dos materiales.

La fineza de la partículas individuales determina su velocidad de reacción,a medida que se reduce el tamaño, se aumenta el área de superficie decontacto (CORPOICA 2006), por lo que el material más fino reacciona másrápido (FAO 1995). Por determinación visual se detectó que la dolomita eramenos fina que el hidróxido de calcio, por lo que reaccionó de una manera masestable a través de las dos aplicaciones de ácido (figura 2), mientras como se

nota en la figura 2, el hidróxido de calcio después de la segunda aplicación deácido tiene un aumento considerable en la severidad, consecuencia de sumayor fineza, probablemente reaccionó por completo en la primera aplicación,por lo que en una segunda aplicación ya no había casi nada de hidróxido quereaccionara con el ácido.

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0

0,5

1

1,5

2

2,53

3,5

4

4,5

16/11/2010 18/11/2010 20/11/2010 22/11/2010 24/11/2010

Í n d i c e d e s e v e r i d a d

Fecha de evaluación

CaCO3

Ca(OH)2

Dolomita

Testigo

Figura 2. Comportamiento del índice de severidad, para cada uno de los tratamientosdurante las diferentes fechas de evaluación.

Literatura citada

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Brown, T.; LeMay, H.; Bursten, B.; Burdge, J. 2004. Química: la ciencia central.PEARSON EDUCACIÓN. México. 1152 p.

Castillo Rodríguez, F. 2005. Biotecnología ambiental. Tébar. Madrid, España.616 pp.

Chang, R. 2002. Química. McGraw-Hill. México. 999 p.

CORPOICA. 2006. Soya: alternativa para los sistemas de producción de laOrinoquia colombiana. CORPOICA. Colombia. 85 p.

FAO. 1995. Cultivo de la soja en los trópicos: mejoramiento y producción. FAO.254 p.

Gallardo, A; García, L. 1999. Lluvia ácida. Secretaría del medio ambiente.México. En línea. Consultado el 27 de junio de 2010. Disponible en:

www.sma.df.gob.mx/simat/pdf/folletolluvia.pdf

Garcés, L; Hernández M. 2004. La lluvia acida un fenómeno fisicoquímico deocurrencia local. Revista Lasallista de Investigación 1(002): 67-72 pp.

Henry, G; Heinke, G. 1999. Ingeniería Ambiental. Patience Hall. México. 778pp.

Nebel, B: Wright, R. 1999. Ciencias ambientales: ecología y desarrollo.Pearson Eduaction. México. 698 pp.

Rodríguez, A; Sanchez, C. Lluvia ácida y sus efectos: compilación técnica. s.f.Universidad Mayor de San Simón. Facultad de Ciencia y Tecnología.Maestría en Ingeniería Ambiental. En línea. Consultado el 27 de junio de2010. Disponible en:http://www.fcyt.umss.edu.bo/docentes/29/documentos/lluviaAcidaSusEfectos.pdf

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http://www.sma.df.gob.mx/simat/pdf/folletolluvia.pdf

http://www.fcyt.umss.edu.bo/docentes/29/documentos/lluviaAcidaSusEfectos.pdf


http://www.sma.df.gob.mx/simat/pdf/folletolluvia.pdf





0 – 10 % 11 – 20 % 21 – 40 % 41– 60 % > 60 %

Anexos

Anexo 1. Escala visual de cinco niveles diferentes, para la evaluación del daño causado por lasimulación de la lluvia acida en el área foliar de las plantas de papa.

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Documents

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