Revista de Ciencias

Changes in Land Cover in the Period 1984 - 2017 and Flood Threat Analysis in the Municipality of Campo de la Cruz, Atlántico, Colombia

Resumen El presente estudio tuvo el propósito de evaluar los cambios producidos en las coberturas de la tierra y usos del suelo generados por las inundaciones en época lluviosa del municipio Campo de la Cruz, ubicado al sur oriente del departamento del Atlántico, Colombia. Se realizó una clasificación supervisada del territorio, mediante el uso sistemas de información geográfica (SIG), para identificar las superficies de cobertura del municipio entre los periodos 1984 - 2017; utilizando el método CORINE Land Cover para indagar estos fenómenos. Dentro de los resultados se destaca que durante el periodo 1987 - 2007 la vegetación natural aumentó significativamente en 993,6 ha; por otra parte, durante 2007 - 2012 se produjo mayor afectación después de la inundación ocurrida en 2010, reduciéndose en 2685,6 ha. Además, es importante resaltar la identificación de un incremento importante de los cultivos de 22,13%, en el periodo de estudio, en contraste con la pérdida de terreno de los pastos. De forma complementaria, se encontraron 31 eventos extremos de máximos caudales asociados con la ocurrencia del fenómeno de La Niña. En consecuencia, con base en los análisis realizados, es posible concluir que la amenaza alta aumenta progresivamente en las coberturas más susceptibles como el suelo desnudo, los cultivos y la zona poblada.

Abstract The present study had the purpose of evaluating the changes produced in the land cover and land use generated by the rainy season floods of the Campo de la Cruz municipality, located south east of the department of Atlántico, Colombia. Therefore, a supervised classification of the territory was carried out, through the use of geographic information systems (GIS), to identify the coverage areas of the municipality between the periods 1984 - 2017; using the CORINE Land Cover method to investigate these phenomena. The results highlight that during the period 1987 - 2007 the natural vegetation increased significantly by 993.6 ha; on the other hand, during the period 2007 - 2012 there was greater affectation after the flood that occurred in 2010, reducing by 2685.6 ha. Additionally, it is important to highlight the identification of a significant crop increase of 22.13%, in the study period, in contrast to the loss of pasture land; and in a complementary way, 31 extreme events of maximum flows associated with the occurrence of the La Niña phenomenon were found. Consequently, based on the analyzes carried out, it was possible to conclude that the high threat increases progressively in the most susceptible covers such as bare soil, crops and the populated area.

Seed Germination and Seedling Establishment of Schefflera morototoni ( Araliaceae) and Geonoma interrupta (Arecaceae)

Resumen Muchas especies arbóreas son útiles para los humanos y además tienen interacciones positivas con la fauna, sin embargo, sus características germinativas o de establecimiento de plántulas no se conocen. Esta investigación tuvo como objetivo caracterizar la germinación de semillas de Schefflera morototoni y Geonoma interrupta y el establecimiento de sus plántulas. Las pruebas de germinación se hicieron en dos condiciones de temperatura alternada y el establecimiento de las plántulas se probó en dos sustratos. Los resultados muestran que las semillas recién extraídas de estas dos especies tienen alto contenido de humedad (S. morototoni: 33,8% y G. interrupta: 32,5 %). Los porcentaje de germinación de S. morototoni fueron 93 % y 77 % y de G. interrupta fue 52 % y 50 %, en 20/30 °C y 25/30 °C, respectivamente. El establecimiento de plántulas de S. morototoni fue 8 % y 4 %, y de G. interrupta 64,4 % y 53,35 %, en suelos limoso y arcilloso, respectivamente. El crecimiento de las plántulas fue menor en S. morototoni (0,8 ± 0,6 mm/semana) que en G. interrupta (1,8 ± 0,9 mm/semana). Se concluye que las semillas de G. interrupta tienen latencia y las temperaturas alternadas ayudan a promover la germinación de semillas de S. morototoni. Además, el mejor sustrato para el establecimiento de las plántulas de ambas especies es el suelo limoso, color negro y rico en materia orgánica.

Abstract Many tree species are useful for humans and have positive interactions with fauna, however, their germinative traits or seedling establishment are not known. This research aimed to characterize the germination of Schefflera morototoni and Geonoma interrupta seeds and the establishment of their seedlings. Germination tests were carried out in two alternating temperature conditions and the seedlings were tested on two substrates. The results show that seeds recently extracted of these species have high seed moisture content (S. morototoni: 33.8 % and G. interrupta: 32.5%). The germination percentage of S. morototoni was 93 % and 77 % and G. interrupta was 52 % and 50 %, at 20/30 °C and 25/30 °C, respectively. The establishment of S. morototoni seedlings was 8% and 4%, and G. interrupta was 64.4% and 53.35%, in silty soil and clay soil, respectively. The average growth of seedlings was lower in S. morototoni (0.8 ± 0.6 mm/week) than in G. interrupta (1.8 ± 0.9 mm/week). It is concluded that the seeds of G. interrupta are dormant and alternating temperatures help to promote seed germination of S. morototoni. Besides, we conclude that the best substrate for the seedling establishment is the silty soil, black and rich in organic matter.

Estimation of the Vehicle Emission Factor in Different Areas of Cartagena de Indias

Abstract In most of the cities of the Colombian Caribbean, the emission factors associated to road traffic have not yet been estimated, due to the shortage of technical and economic resources. The authorities of some municipalities across Colombia have developed emission inventories adopting emission factors from other countries and, although these inventories are theoretically approximate, results indicate that road traffic is a source of emission of significant amounts of pollutants into the atmosphere. Studies conducted in 2013 by the Institute of Immunological Research (IIR), associated with the University of Cartagena, determined that the concentrations of CO and PM2.5 which were recorded throughout the city generally increased in the vicinity of the main roads. The present study aims to estimate the concentration of air pollutants generated by road traffic on the main roads of the city of Cartagena de Indias, Colombia, taking into account the critical points of increased vehicular flow. The upper limits of the emission factors values applying the inverse modeling technique were estimated for CO and PM2.5 considering average concentrations obtained for 24 hours of the pollutants that represent a greater threat to public health, as well as effects of weather conditions and urban morphology. This study is a starting point to determine the magnitude of the emission associated with road traffic in Cartagena and also provides technical support to be able to identify approximately the impact of different vehicle sources in the city. Finally, this article aims to propitiate applicable tools for the authorities to develop effective mitigation and/or control strategies pointed at minimizing the impact of vehicle emissions on the Cartagena inhabitants’ health.

Resumen En la mayoría de las ciudades del Caribe Colombiano aún no se han estimado los factores de emisión asociados al tráfico de vehículos, debido a la escasez de recursos técnicos y económicos. Las autoridades de algunos municipios colombianos han desarrollado inventarios de emisiones adoptando la metodología de factores de emisión de otros países y, aunque estos inventarios son aproximaciones de la realidad, los resultados indicarían que el tráfico supone una fuente de emisión de cantidades significativas de contaminantes del aire. Estudios realizados en 2013 por el Instituto de Investigaciones Inmunológicas, asociado a la Universidad de Cartagena, determinaron que las concentraciones de CO y PM2.5 que se registraron a lo largo de la ciudad generalmente aumentaban en las cercanías de las vías principales de la ciudad. El presente estudio contempla como objetivo principal estimar la concentración de contaminantes atmosféricos generados por el tráfico en las principales vías de Cartagena, Colombia, teniendo en cuenta las áreas más críticas de congestión de vehículos. Se estimaron los valores límites superiores de los factores de emisión para el CO y el PM2.5 aplicando la técnica de modelación inversa considerando las concentraciones medias diarias, las condiciones meteorológicas y la morfología urbana. Este estudio es un punto de partida para determinar la magnitud de las emisiones asociadas con el tráfico en Cartagena y también proporciona una base técnica para poder identificar de un modo aproximado el impacto de las diferentes fuentes de vehículos en la ciudad. Finalmente, este artículo de investigación tiene como objetivo ofrecer herramientas para que las autoridades desarrollen estrategias efectivas de mitigación y/o control destinadas a minimizar el impacto de las emisiones vehiculares en la salud de los habitantes de Cartagena.

Evaluation of eggshells selective adsorption capacity against sulfur compounds for purification of drinking water

Resumen Se evaluó la capacidad de retención de compuestos azufrados mediante el uso de filtros biológicos elaborados a partir de cáscaras de huevo, con el fin de desarrollar un mecanismo de purificación de agua en una región con riesgo por contaminación con derivados azufrados de origen geológico. Inicialmente las cáscaras de huevo se adecuaron y estandarizaron en condiciones de evaluación de 200µm, 400µm y 800µm de diámetro medio para actuar ante los contaminantes de azul de metileno y sulfato de cobre en un modelo de filtro lineal a condiciones controladas. Los resultados mostraron que la adecuación en partículas de 200µm de diámetro incrementó notoriamente la relación de área de contacto respecto al volumen de la partícula, representado una mejor capacidad de adsorción selectiva para este tipo de compuestos (0,062920 mg L-1), a pesar de que la velocidad de adsorción fue la menor determinada (0,25759 L-1) debido a la reducción de la velocidad de paso del agua. Bajo estas condiciones se determinó que un filtro de 50g de partículas de 200µm puede ser empleado hasta saturarse con un volumen de 804 L de agua de la zona de interés, y posteriormente ser remplazado por un filtro con partículas nuevas.

Abstract The retention capacity of sulfur compounds was evaluated through the use of biological linear filters made from eggshells, in order to develop a water purification mechanism in a contamination risk area with sulfur derivatives from geological origin. Initially the eggshells were adequate and standardized under conditions of 200µm, 400µm and 800µm diameter to evaluate against methylene blue and copper sulfate in a linear filter model at controlled conditions. The results showed that the adaptation to 200 µm diameter particles significantly increased the relationship of contact area with respect to the volume of the particle, representing a better selective adsorption capacity for this type of compounds (0.062920 mg L-1); however, the adsorption rate was the lowest determined (0.25759 L-1) due to the reduction of the water flow rate. Under these conditions it was determined that a filter of 50g of 200µm particles could be used until it is saturated with a volume of 804 L of water in the area of interest, and subsequently replaced by a filter with new eggshell particles.