Proyectos de los Detectives del Clima 2022-2023


Tema del proyecto: Contaminación atmosférica

Título del proyecto: ¿Son los líquenes bioindicadores adecuados para el análisis de la calidad del aire?

Equipo: CC MERCEDES

Colegio Mercedes   Santander   España   10 Edad del alumno: 14-15 años, 16-17 años

Pregunta de investigación

¿Son los líquenes bioindicadores adecuados para el análisis de la calidad del aire?
¿Son los líquenes bioindicadores adecuados para analizar la calidad del aire?

Resumen del proyecto
Nivel de contaminación en Santander en 2022

Los líquenes son organismos simbióticos entre un hongo y un alga o cianobacteria. Tienen una gran importancia ecológica como bioindicadores debido a su sensibilidad a los cambios en la composición del aire y a la presencia de contaminantes. Esto se debe a que son capaces de acumular en sus tejidos contaminantes atmosféricos como metales pesados, óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre, lo que les permite reflejar la concentración de estos contaminantes en el aire. Además, los líquenes son de crecimiento lento y muy resistentes, lo que permite utilizarlos como indicadores a largo plazo.
Entre los contaminantes más comunes en las ciudades se encuentran las partículas en suspensión menores o iguales a 10 micrómetros de diámetro (PM10). Pueden ser emitidas por fuentes naturales, como el polvo y la arena del suelo, o por fuentes antropogénicas, como el tráfico, las emisiones industriales y la quema de combustibles fósiles.
Las PM10 se miden en microgramos por metro cúbico (µg/m3), que es una unidad de medida utilizada para expresar la concentración de partículas en el aire. Unos niveles elevados pueden tener efectos perjudiciales para la salud humana, especialmente para las personas con enfermedades respiratorias y cardiovasculares, y pueden contribuir a la contaminación atmosférica y al cambio climático. Por tanto, la vigilancia y el control de los niveles de PM10 son importantes para proteger la salud pública y el medio ambiente.
Los niveles de PM10 en el aire se clasifican generalmente en cuatro categorías en función de su concentración:
- Buena: Menos de 50 µg/m3
- Moderado: Entre 50 y 150 µg/m3
- Nocivo para la salud de los grupos sensibles: Entre 150 y 250 µg/m3
- Nocivo para la salud en general: Más de 250 µg/m3
En la ciudad de Santander, según los datos de la Red de Calidad del Aire, tuvimos niveles de buenos a moderados en 2022.

Los líquenes son organismos simbióticos entre un hongo y un alga o cianobacteria. Tienen una gran importancia ecológica como bioindicadores debido a su sensibilidad a los cambios en la composición del aire y la presencia de contaminantes. Esto es debido a que son capaces de acumular contaminantes atmosféricos como metales pesados, óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre en sus tejidos, lo que les permite reflejar la concentración de estos contaminantes en el aire. Además, los líquenes tienen un crecimiento lento y son muy resistentes, lo que les permite ser utilizados como indicadores a largo plazo.
Entre los contaminantes más habituales en las ciudades están las partículas suspendidas en el aire de diámetro menor o igual a 10 micrómetros (PM10). Pueden ser emitidas por fuentes naturales como polvo y arena del suelo, o por fuentes antropogénicas como el tráfico, las emisiones industriales y la quema de combustibles fósiles.
La medición de PM10 se realiza en microgramos por metro cúbico (µg/m3), que es una unidad de medida utilizada para expresar la concentración de partículas en el aire. Los niveles elevados pueden tener efectos perjudiciales para la salud humana, especialmente para personas con enfermedades respiratorias y cardiovasculares, y pueden contribuir a la contaminación del aire y el cambio climático. Por lo tanto, la vigilancia y el control de los niveles de PM10 son importantes para proteger la salud pública y el medio ambiente.
Los niveles de PM10 en el aire se clasifican generalmente en cuatro categorías de acuerdo con su concentración:
- Bueno: Menos de 50 µg/m3
- Moderado: Entre 50 y 150 µg/m3
- Dañino para la salud de grupos sensibles: Entre 150 y 250 µg/m3
- Dañino para la salud en general: Más de 250 µg/m3
En la ciudad de Santander, según los datos de la Red de Calidad del Aire, tuvimos en 2022 unos niveles entre buenos y moderados.

Principales resultados y conclusiones
Comparación entre líquenes y tráfico rodado

Hemos analizado varias calles de forma independiente (al menos 3 calles por alumno o grupo) y sin ninguna indicación o selección previa de la zona, para disponer de datos aleatorios. Inicialmente hemos realizado el análisis en la calle donde se ubica el colegio para unificar criterios, dado que se trata de un dato muy subjetivo, se han utilizado como referencia cuatro niveles de densidad (0 = Sin líquenes; 1 = Poca presencia; 2 = Densidad media; 3 = Densidad alta).

En cada zona se analizaron un mínimo de 10 árboles y un máximo de 30, habiendo visitado diversas zonas como parques y jardines, calles peatonales, calles con alta densidad de tráfico, calles comerciales, etc. Además, se registró como referencia el número de vehículos motorizados en 5 minutos. En este recuento se han excluido los vehículos eléctricos, ya que no generan partículas contaminantes. Se analizaron un total de 25 ubicaciones diferentes, con un total de 382 árboles. Los datos se registraron en una tabla EXCEL y se calcularon los valores medios de liquen y se compararon con la densidad de tráfico en 5 minutos de observación.

Al analizar gráficamente nuestros resultados, no observamos una correlación directa entre la densidad de líquenes y la densidad de tráfico. Se dan algunas circunstancias llamativas, como el hecho de que el mayor número de coches en 5 minutos (76) coincida con la ausencia total de líquenes, lo cual era de esperar. Sin embargo, también era de esperar que los valores de densidad de líquenes en las dos calles peatonales fueran significativamente más altos que en el resto, pero en ambas, aunque son niveles altos, no hay mucha diferencia con otras zonas donde hay tráfico. Incluso hay zonas con mucho tráfico que tienen mayor densidad de líquenes que una de las calles peatonales.

Hemos analizado diversas calles de manera independiente (al menos 3 calles por alumno o grupo) y sin ningún tipo de indicación o selección previa de la zona, con el fin de disponer de datos aleatorios. Inicialmente hemos realizado el análisis en la calle donde se encuentra ubicado el colegio con el fin de unificar criterios, dado que este es un dato muy subjetivo, se han usado como referencia cuatro niveles de densidad (0 = Sin líquenes; 1 = Poca presencia; 2 = Densidad media; 3 = Densidad alta).

Se han analizado un mínimo de 10 árboles y un máximo de 30 por cada zona, habiéndose visitado zonas variadas tales como parques y jardines, calles peatonales, calles de alta densidad de tráfico, comerciales... además se ha registrado el número de vehículos motorizados en 5 minutos, como referencia. En este conteo se han excluido los vehículos eléctricos dado que no generan partículas contaminantes. En total se han analizado 25 localizaciones diferentes, con un total de 382 árboles. Los datos se han registrado en una tabla de EXCEL y se han calculado los valores medios de líquenes y se han comparado con la densidad de tráfico en 5 minutos de observación.

Al analizar gráficamente nuestros resultados no observamos una correlación directa entre la densidad de líquenes y la densidad del tráfico. Si que aprecian algunas circunstancias llamativas como que el mayor número de coches en 5 minutos (76), coincide con ausencia total de líquenes, cosa que era esperable. Sin embargo también era esperable que los valores de densidad de líquenes en las dos calles peatonales fueran significativamente mayores que en el resto pero en ambos, aunque son niveles altos, no hay mucha diferencia con otras zonas en las que si hay tráfico. Incluso hay zonas con mucho tráfico que tiene una mayor densidad de líquenes que una de las calles peatonales

¿Y ahora qué? Acciones para marcar la diferencia y ayudar a reducir el problema
Cartel del proyecto

Nuestros resultados nos llevan a pensar que existe un error en el planteamiento del trabajo que debería tenerse en cuenta para futuros proyectos en esta línea.
- El clima o la ubicación de las calles pueden propiciar una mayor circulación del aire y, por tanto, un aire más limpio.
- Análisis in situ de partículas PM10 o datos de cada calle/zona de la ciudad en los registros estudiados.
- Hemos observado árboles de diferentes edades en la misma calle, y en algunos casos árboles jóvenes con líquenes mientras que los que llevan más tiempo en la zona tienen menos líquenes o al revés, por lo que el grado inicial de líquenes también es un factor a tener en cuenta.
- Existe un alto grado de subjetividad en la consideración de las densidades de los líquenes. Debería ser posible hacerlo de forma más subjetiva para que el análisis fuera más fiable, mediante análisis de imágenes por ordenador.
- El tipo de liquen también puede tener diferentes tasas de crecimiento y, por tanto, ser significativo en el resultado, al igual que el tipo de árbol.
- El análisis del tráfico rodado que hemos realizado puede no ser significativo para el tráfico real de la zona, aunque hemos intentado compensarlo contando en distintas calles a distintas horas. Sería preferible disponer de los datos reales de tráfico ,grabación de cámaras 24 horas o repetición en las mismas calles a diferentes horas durante un periodo de tiempo más largo.

En conclusión, es de esperar que haya una mayor densidad de líquenes en las zonas con menos tráfico y observacionalmente tenemos esta sensación, no hemos encontrado resultados significativos, pero pensamos que esto se debe a errores en el diseño del experimento.
Sin embargo, creemos que este sistema puede ser útil si se comparan de la misma manera ciudades con características similares.

Nuestros resultados nos llevan a pensar en que hay un error en el planteamiento del trabajo que debería tenerse en cuenta para próximos proyectos en esta línea.
- La climatología o la ubicación de las calles pueden provocar mayores circulaciones de aire y por tanto más limpieza del aire
- Análisis in situ de partículas MP10 o datos de cada calle o zona de la ciudad en los registros estudiados.
- Hemos observado árboles de diferentes edades en la misma calle, y en algunos casos árboles jóvenes con líquenes mientras que los que llevan más tiempo en la zona presentan menos líquenes o al revés, por lo que el grado inicial de los mismos también es un dato que habría que considerar.
- Hay una alta subjetividad en la consideración de las densidades de líquenes. Debería poder hacerse de manera más subjetiva para que la fiabilidad del análisis sea mayor, tal vez mediante análisis de imagen por ordenador.
- El tipo de liquen también puede tener diferentes velocidades de crecimiento y, por tanto, ser significativo en el resultado, lo mismo que el tipo de árbol.
- El análisis del tráfico rodado que hemos realizado puede no ser significativo del tráfico real de la zona, aunque hemos intentado compensarlo haciendo los conteos en diferentes calles y a diferentes horas. Sería preferible contar con los datos reales del tráfico mediante cámaras de grabación 24h o repetición en las mismas calles a diferentes horas durante un periodo mayor de tiempo.

En conclusión, aunque sí que es esperable que haya una mayor densidad de líquenes en zonas con menos tráfico y observacionalmente tenemos esa sensación, no hemos encontrado resultados significativos, pero pensamos que esto es por los errores en el diseño del experimento.
Sin embargo creemos que este sistema sí que puede ser útil si se comparan del mismo modo ciudades de características similares.

Cartel del proyecto:

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Este proyecto se tradujo automáticamente al inglés.
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