2.1.
EL CARBONO
En
la naturaleza el carbono se halla por doquier: en el agua bajo
la forma de compuestos carbónicos disueltos (los carbonatos),
y en el aire como dióxido de carbono o anhídrido
carbónico. Todos los organismos vivos están constituidos
por compuestos de carbono, que obtienen como resultado de sus
procesos metabólicos realizados durante su crecimiento
y desarrollo, y que son liberados cuando éstos mueren.
Aproximadamente, el 50% del peso seco de cualquier organismo lo
constituye este elemento, por lo que es uno de los más
importantes de la vida (Smith et al., 1993b).
El ciclo del carbono (figura 2.1) comienza con la fijación
del anhídrido carbónico atmosférico a través
de los procesos de la fotosíntesis, realizada por las plantas
y ciertos microorganismos. En este proceso, el anhídrido
carbónico y el agua reaccionan para formar carbohidratos
y liberar oxígeno en forma simultánea, que pasa
a la atmósfera. Parte del carbohidrato se consume directamente
para suministrar energía a la planta, y el anhídrido
carbónico así formado se libera a través
de sus hojas o de sus raíces. Otra parte es consumida por
los animales, que también respiran y liberan anhídrido
carbónico. Las plantas y los animales mueren y son finalmente
descompuestos por microorganismos del suelo, lo que da como resultado
que el carbono de sus tejidos se oxide en anhídrido carbónico
y regrese a la atmósfera (Schimel, 1995; Smith et al.,
1993a).
La fijación de carbono por bacterias y animales es otra
manera de disminuir la cantidad de bióxido de carbono,
aunque cuantitativamente menos importante que la fijación
de carbono por las plantas.
Cuando los organismos vegetales son comprimidos por depositación,
no son atacados por las bacterias, sino que sufren una serie de
cambios químicos para formar turba, luego carbón
pardo o lignita, y finalmente carbón. Los cuerpos de algunos
organismos marinos pueden sufrir cambios semejantes y formar,
en un largo periodo, petróleo. Estos fenómenos significan
la sustracción de parte del carbono al ciclo, pero más
tarde los trastornos geológicos o las obras de minería
leo, que será quemado hasta convertirlo en CO2, volviendo
en esta forma al ciclo inicial.
La
mayor parte del carbono de la Tierra se encuentra en rocas bajo
la forma de carbonatos, como la piedra caliza y el mármol.
Las rocas se gastan poco a poco y con el tiempo los carbonatos
vuelven al ciclo del carbono. Sin embargo, en el fondo del mar
se forman otras rocas a partir de los sedimentos de animales y
plantas muertas, de modo que la cantidad de carbono en el ciclo
permanece casi constante (Sampson et al., 1993).
2.2.
EL CARBONO EN ECOSISTEMAS FORESTALES
El CO2 atmosférico es incorporado a los procesos metabólicos
de las plantas mediante la fotosíntesis. Este CO2 participa
en la composición de todas las estructuras necesarias para
que el árbol pueda desarrollarse (follaje, ramas, raíces
y tronco). Al crecer, éste incrementa su follaje, ramas,
flores, frutos y yemas de crecimiento (que en su conjunto conforman
la copa) así como su altura y el grosor de su tronco. La
copa necesita espacio para recibir energía solar sobre
las hojas, lo que da lugar a que las copas de los árboles
compitan por esta energía. Esto origina, a su vez, un dosel
cerrado. Los componentes de la copa aportan materia orgánica
al suelo, que al degradarse se incorpora paulatinamente y da origen
al humus estable, éste, a su vez, aporta nuevamente CO2
al entorno.
Simultáneamente, los troncos al ir aumentando su diámetro
y altura alcanzarán un tamaño aprovechable en términos
comerciales, pudiéndose extraer productos como tablas,
tablones y polines, que darán origen a subproductos elaborados,
como muebles y casas. Estos productos finales tienen un tiempo
de vida determinado, después del cual se degradan aportando
CO2 al suelo y/o a la atmósfera.
Durante el tiempo en que el CO2 se encuentra constituyendo alguna
estructura del árbol y hasta que es enviado nuevamente
al suelo o a la atmósfera, se considera almacenado. En
el momento de su liberación (ya sea por la descomposición
de la materia orgánica y/o por la quema de la biomasa)
el CO2 fluye para regresar al ciclo del carbono.
La
figura 2.2. representa los flujos y almacenes de carbono en un
ecosistema forestal, donde el follaje, las ramas, las raíces,
el tronco, los desechos, los productos y el humus estable son
almacenes de carbono, que se reincorporarán al ciclo por
descomposición y/o quema de la biomasa forestal.
2.3.
LA CAPTURA UNITARIA DE CARBONO
Para definir la captura unitaria de carbono se estima el carbono
contenido en diferentes almacenes (que pueden ser emitidos o ahorrados,
según Masera, 1995).
Estos
almacenes incluyen:
Cv=
carbono contenido en la vegetación;
Cd= carbono contenido
en la materia orgánica en descomposición;
Cs= carbono
contenido en los suelos;
Cp= carbono contenido en productos forestales
(e.g., muebles, papel) y
Cf= carbono ahorrado por no utilizar combustibles fósiles
(por ej., proyectos bioenergéticos).
2.3.1.
CARBONO EN VEGETACIÓN (CV)
El
carbono en vegetación es la suma del contenido en la biomasa
aérea y la que se halla en la biomasa de las raíces.
La biomasa aérea comprende el tronco, las hojas, las ramas
y el follaje, mientras que el carbono contenido en las raíces
es definido como biomasa de las raíces.
2.3.2.
CARBONO EN DESCOMPOSICIÓN (CD)
Es
el contenido en la materia orgánica que se encuentra en
proceso de descomposición; es originada cuando las estructuras
vegetales como las hojas, las ramas o el tronco son depositadas
en el suelo.
2.3.3. CARBONO EN EL SUELO (CS)
Es
el carbono contenido en las capas que conforman el suelo forestal.
Se origina por la fragmentación de la roca madre meteorizada
por el establecimiento de un organismo vegetal que con el tiempo
forma capas por depositación de materiales. Al irse acumulando
éstas y compactando, almacenan una cierta cantidad de carbono,
misma que aumentará por la continuidad del proceso de formación
del suelo.
2.3.4. CARBONO EN PRODUCTOS (CP)
Son
los productos forestales que almacenan carbono durante todo el
tiempo de vida del producto. Cuando éste termina, el carbono
se incorporará al ciclo dependiendo del proceso de degradación
del producto. Mientras mayor sea la vida media de un producto
forestal el carbono estará almacenado por más tiempo.
2.3.5. CARBONO AHORRADO POR SUSTITUCIÓN
DE COMBUSTIBLES FÓSILES (CF)
Es
una alternativa para capturar carbono sustituyendo combustibles
fósiles por el uso de la biomasa forestal para la producción
de energía. La captura unitaria de carbono Ct parte de
la siguiente ecuación:
Ct
= Cv + Cd + Cs + Cp + Cf
y
como resultado de la sumatoria se obtiene Ct que es igual al carbono
total fijado (en ton/ha) o se puede estimar dinámicamente
como:
Ct = ò (Cv + Cd + Cs + Cp) / T + S Cf donde T = tiempo
De esta forma Ct es el promedio del carbono fijado en vegetación,
materia en descomposición, suelos y productos forestales,
más la suma del carbono ahorrado por la sustitución
de combustibles fósiles debido al uso de bioenergía.
En las opciones forestales de mitigación la captura de
carbono se mide en toneladas de carbono por ha (tC/ha/año).
Se define, asimismo, una captura unitaria “neta”,
es decir, la captura que resulta de la diferencia entre llevar
a cabo la opción seleccionada y el uso alternativo (por
ejemplo, la diferencia entre el contenido de carbono en un bosque
y en una parcela agrícola).
La captura unitaria neta de carbono, Cnet, por la puesta en práctica
de la opción seleccionada está dada como:
Cnet = Ctp - Ctref
donde:
Ctp = carbono total fijado en la opción de manejo bajo
análisis.
Ctref = carbono total fijado en el uso (alternativo) del suelo
sin proyecto.
