Proyecto de investigación

Sistema experimental de humedales tipo mesocosmos para la fitodepuración del agua del apantle [2024]

OBJETIVO GENERAL

Demostrar experimentalmente la recuperación de la funcionalidad hidroecológica de los sistemas lóticos mediante un sistema de humedales tipo mesocosmos que facilite la fitodepuración del agua del apantle.

ANTECEDENTES

El predio donde se ubica el Jardín Etnobotánico de Morelos, en Acapantzingo, es atravesado de norte a sur por un apantle revestido de concreto prefabricado. En él se conducen aguas residuales domésticas, los reboses de las fosas sépticas del INAH y el desalojo pluvial. El caudal base, de aproximadamente 4 litros por segundo (lps), se mantiene todo el año y parece provenir de afloramientos naturales aguas arriba del predio. La incorporación de aguas residuales ocurre principalmente en horas hábiles y, hasta el momento, no se tiene evidencia de que conduzca aguas de origen industrial. Anteriormente, el agua del apantle se aprovechaba en el riego de las colecciones vivas, pero ahora todo el riego usa agua potable suministrada por la red municipal. Por otro lado, a pesar de tener esta fuente permanente de agua, el Jardín no cuenta con humedales ni espacios adecuados para exhibir, conservar y propagar plantas acuáticas, y el único espejo de agua existente -la piscina junto al museo- se llena con agua potable y carece de vegetación. La vegetación acuática, y en particular el entorno microbiano de su rizósfera, son el motor de la mineralización y reciclaje biogeoquímico de macronutrientes como el carbono orgánico, el nitrógeno y el fósforo, elementos que componen la mayor parte de las moléculas características de los contaminantes biogénicos presentes en aguas residuales domésticas. Otros contaminantes como los tensoactivos, sales inorgánicas y el amplio abanico de sustancias orgánicas sintéticas de uso cotidiano que son descargados en el drenaje doméstico, encuentran en la rizósfera un entorno adecuado para su degradación y eventual incorporación biogeoquímica. Con base en lo anterior y a partir del reciente planteamiento de investigación de incidencia propuesto desde la Red Nacional de Jardines Etnobiológicos de CONAHCYT (RENAJEB-CONAHCYT), el presente proyecto contempla investigar, desde la perspectiva ecofisiológica e hidráulica, los fundamentos metodológicos para recuperar la funcionalidad hidroecológica de los sistemas lóticos. Ensayos preliminares de fitotoxicidad con agua del apantle al 100% (Cyperus spp y Pistia stratiotes a 60 días), confirmaron su aptitud bioquímica para aplicar la fitodepuración. Por otro lado, las características de caudal, suelo y pendiente, además de la diversidad de microclimas dentro del Jardín, facilita investigar la funcionalidad de distintas geoformas y paletas vegetales. Finalmente, la propia incorporación de una nueva línea de investigación y el incremento de la colección botánica fortalece aún más la participación científica y biocultural del Jardín dentro de la sociedad y de la RENAJEB-CONAHCYT.

DESCRIPCIÓN

El sistema experimental se basa en una interpretación topográfica del predio para identificar los espacios de desvío del caudal y la instalación de los sistemas piloto con vegetación acuática. Se adecuarán cuatro espacios de inundación, cada uno con su propio régimen hidráulico y paleta vegetal. El sistema recrea hábitats palustre-riverinos conformando un diseño experimental tipo mesocosmos. La sucesión hidroecológica consiste en: 1) un espacio de charca-rabión en la zona del arboretum, de pendiente y fondo natural, columna mínima e insolación tipo bosque de galería, 2) un jagüey con espejo completamente cubierto de vegetación flotante en la zona del edificio de arqueología, de fondo semipermeable, columna a 0.5 m e insolación completa, 3) un recorrido meándrico sin pendiente contiguo al edificio de antropología, con zona para inundación por desbordamiento, de alta densidad de vegetación acuática emergente y con insolación completa, y 4) un jagüey de espejo parcialmente cubierto de vegetación flotante, contiguo a la zona del Foro, fondo semipermeable, con insolación parcial tipo bosque de galería, ocupación parcial de vegetación emergente y columna de operación variable. Los principales indicadores para evaluar son la productividad primaria, la diversidad de taxas en cada piso trófico y los parámetros físicos, químicos y microbiológicos del agua, a partir de los cuales se establecerá el balance hídrico y de nutrientes para el cálculo de distintos índices de interés científico como la fijación de carbono, la compartamentalización hídrica o la estabilidad microclimática. El proyecto consta de una primera etapa de adecuación de espacios y ubicación de los consorcios vegetales, de aproximadamente cuatro meses, una etapa de estabilización del sistema en donde se lleva a la vegetación a su máxima densidad operativa, la etapa experimental de duración indefinida en la que se generarán los productos de investigación (publicaciones, tesis, desarrollo de prototipos) y la etapa de mejora que se desarrollará continuamente a partir de la evaluación de los resultados experimentales. Línea de acción 1.2.4 Apoyar la investigación aplicada a través de programas o mecanismos bajo enfoques multidisciplinarios que contribuyan al conocimiento y solución de las problemáticas nacionales. Línea de acción 1.4.4. Impulsar la investigación de problemáticas prioritarias coyunturales necesarias para la acción institucional y su respuesta a la sociedad, a través de un enfoque de investigación aplicada. Línea de acción 2.3.5 Coordinar con entidades normativas de conservación ambiental y de recursos hídricos el establecimiento de estrategias integrales de salvaguarda del patrimonio cultural en su entorno natural.

IMPACTO

Se esperan como principales impactos la depuración del caudal del apantle y de las descargas del CINAH, la sustitución completa del uso de agua potable por agua tratada para el riego, el manejo integral de residuos de jardinería, azolves y compostas para la operación del área de propagación y el espacio de la colección viva, el incremento de la complejidad paisajística y la paleta vegetal del JEMM, así como la generación de líneas de investigación en materia de restauración y fitodepuración de corrientes de agua superficial. Estos impactos se reflejarán tanto al interior del CINAH como para la localidad de Acapantzingo en particular y la ciudad de Cuernavaca en lo general.
Este plan de trabajo, además de sus metas y productos específicos, apoya el desarrollo del Proyecto CONAHCyT Casa de Saberes, biocultua y participación social en el Jardín Etnobotánico y Museo de Medicina Tradicional y Herbolaria del INAH Morelos, cuyas etapas se encuentran en proceso de desarrollo; la finalidad de esta propuesta es enriquecer la propuesta de sostenibilidad ambiental con el tratamiento de aguas contaminadas del apantle mediante la implementación de ecotecnias como el humedal con una colección de plantas acuáticas que remonte el agua para su riego por gravedad mediante bombeo eléctrico. Además, se busca recrear este tipo de ecotecnias con las comunidades de Amatlan en Tepoztlán y en el municipio indígena de Coatetelco mediante asesorías especializadas en el tema.

NOTAS

  1. Descripción de actividades: Desarrollar un sistema fitodepurador a través de humedales experimentales tipo palustre-riverino que involucra, como primer paso el desvío del agua del apantle a una charca-rabión con vegetación de galería, como segundo paso la retención del agua en un jagüey con vegetación flotante, como tercer paso la circulación del agua en un meandro con vegetación emergente y como cuarto paso su bombeo a un jagüey de almacenamiento para su recirculación al primer paso o su bombeo a las cisternas de riego de las colecciones vivas del Jardín Etnobotánico.
El principal riesgo es el desvío del agua del apantle por causas externas al INAH, lo cual dejaría a la operación del humedal únicamente con la recuperación pluvial y las descargas internas, los elementos que condicionan son intemperismos severos durante el proceso de nivelación y conformación de taludes y cortinas, los cuales pueden reducirse durante la programación de estas tareas.
Folio SIP
37752
Fecha de inicio
2024-06-01
Fecha de término
2024-12-31
Unidad Administrativa

TITULAR DEL PROYECTO

PARTICIPANTES

Director de proyecto (pdr): Paul William Hersch Martínez, Colaborador (ctb): José Luis García Tavera

COBERTURA

Transdisciplinaria
Ubicación geográfica