Linking Temperature, NDVI, and Methane to Assess illegal dumpsites Impacts in Puebla, Mexico
DOI:
https://doi.org/10.22201/igeof.2954436xe.2026.65.4.1954Palabras clave:
Tiraderos, Contaminación ambiental, Gestión de residuos, Monitoreo remoto, Degradación del ecosistemaResumen
Evaluar el impacto ambiental de los tiraderos de Residuos Sólidos Municipales (RSM) no gestionados es crucial debido a sus efectos perjudiciales en el medio ambiente y en la salud pública. En la ciudad de Puebla, México, los tiraderos a cielo abierto representan un desafío significativo para la gestión urbana de los residuos. Este estudio tiene como objetivo evaluar el impacto ambiental de los RSM, centrándose en la contaminación y la degradación ambiental mediante técnicas de percepción rempta. Utilizando herramientas como Google Earth y Google Maps Street View, se identificaron y cartografiaron las ubicaciones de los basureros en áreas problemáticas conocidas. La evaluación ambiental se enfocó en tres factores clave durante dos años (2021-2022): salud de la vegetación, temperatura superficial y emisiones de metano (CH4), y añadió la proximidad a caminos y la topografía como factores contextuales. Los datos de temperatura superficial se obtuvieron a partir de imágenes del satélite Landsat 7, mientras que el verdor de la vegetación se midió mediante el índice espectral NDVI de imágenes de PlanetScope. Las emisiones de metano se cartografiaron a partir de datos del satélite Sentine1-5 (TROPOMI) procesados en Google Earth Engine. Mediante el análisis de componentes principales (PCA) de los mapas resultantes reveló tres patrones principales en ambos años:
1) Se observaron altas concentraciones de metano en los tiraderos, particularmente en áreas elevadas. 2) Existió una clara correlación entre los tiraderos en áreas de alta temperatura y el deterioro de la salud de la vegetación. 3) Cuanto más cerca estaba un tiradero de las carreteras, mayor era su tamaño. Estos hallazgos subrayan la necesidad de mejorar las prácticas de gestión de residuos para reducir el impacto ambiental y fomentar la sostenibilidad en la ciudad de Puebla. La combinación de técnicas de percepción remota y de análisis multivariado ofrece un enfoque robusto para monitorear y gestionar estos desafíos ambientales.
Citas
Amani, M., Parsian, S., MirMazloumi, S. M., & Aieneh, O. (2016). Two new soil moisture indices based on the NIR-red triangle space of Landsat-8 data. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 50, 176-186. doi: https://doi.org/10.1016/j.jag.2016.03.018
Amini, H. R., Reinhart, D. R., & Niskanen, A. (2013). Comparison of first-order-decay modeled and actual field measured municipal solid waste landfill methane data. Waste Management, 33(12), 2720–2728. doi: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2013.07.025
Arafat, E., & Rafizul, I. M. (2023). Remote sensing techniques as a tool for environmental monitoring in and around Rajbandh landfill at Khulna City. Journal of Engineering Science, 13(2), 127-137. doi: https://doi.org/10.3329/jes.v13i2.63733
Bernache Pérez, G. (2014). El confinamiento de la basura urbana y la contaminación de las fuentes de agua en México. Revista de El Colegio de San Luis, 4, 36-53.
Bian, R., Joseph, S., Cui, L., Pan, G., Li, L., Liu, X., Zhang, A., Rutlidge, H., Wong, S., Chia, C., Marjo, C., Gong, B., Munro, P., & Donne, S. (2014). A three-year experiment confirms continuous immobilization of cadmium and lead in contaminated paddy field with biochar amendment. Journal of Hazardous Materials, 272, 121–128. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2014.03.017
Bodah, B. W., Neckel, A., Maculan, L. S., Milanes, C. B., Korcelski, C., Ramírez, O., Mendez-Espinosa, J. F., Bodah, E. T., & Oliveira, M. L. (2022). Sentinel-5P TROPOMI satellite application for NO₂ and CO studies aiming at environmental valuation. Journal of Cleaner Production, 357, 131960. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.131960
Bogner, J., Abdelrafie Ahmed, M., Diaz, C., Faaij, A., Gao, Q., Hashimoto, S., Mareckova, K., Pipatti, R., & Zhang, T. (2007). Waste management. En B. Metz, O. R. Davidson, P. R. Bosch, R. Dave, & L. A. Meyer (Eds.), Climate Change 2007: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. doi: https://doi.org/10.1017/CBO9780511546013.014
Borrell, R. M. J., Rodríguez, F. R., & Monedero, Á. L. L. (2013). Factores territoriales de localización y caracterización de los vertederos incontrolados en Andalucía. Scripta Nova: Revista Electrónica de Geografía y Ciencias Sociales, 17(435).
Chandrappa, R., & Das, D. (2012). Solid waste management: Principles and practice. Springer. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-642-28681-0
Davis, N. N., Badger, J., Hahmann, A. N., Hansen, B. O., Mortensen, N. G., Kelly, M., Larsén, X. G., Olsen, B. T., Floors, R., Lizcano, G., Casso, P., Lacave, O., Bosch, A., Bauwens, I., Knight, O. J., Potter van Loon, A., Fox, R., Parvanyan, T., Krohn Hansen, S. B., … Drummond, R. (2023). The Global Wind Atlas: A High-Resolution Dataset of Climatologies and Associated Web-Based Application. Bulletin of the American Meteorological Society, 104(8), E1507-E1525. doi: https://doi.org/10.1175/BAMS-D-21-0075.1
H. Ayuntamiento del Municipio de Puebla. (2019). Plan Municipal de Desarrollo 2018-2021. Instituto Municipal de Planeación. doi: https://gobiernoabierto.pueblacapital.gob.mx/transparencia_file/implan/77.fracc01/77.01.implan.plan.mpal.desarrollo.18.21.pdf
Hu, H., Landgraf, J., Detmers, R., Borsdorff, T., Aan de Brugh, J., Aben, I., Butz, A., & Hasekamp, O. (2018). Toward global mapping of methane with TROPOMI: First results and intersatellite comparison to GOSAT. Geophysical Research Letters, 45, 3682–3689. doi: https://doi.org/10.1002/2018GL077259
Huang, S., Tang, L., Hupy, J. P., Wang, Y., & Shao, G. (2021). A commentary review on the use of normalized difference vegetation index (NDVI) in the era of popular remote sensing. Journal of Forestry Research, 32, 1–6. doi: https://doi.org/10.1007/s11676-020-01155-1
Instituto Nacional de Estadística y Geografía. (2023). Censo de población y vivienda 2020. Tabulados del Cuestionario Básico de población de Puebla. Instituto Nacional de Estadística y Geografía. doi: https://www.inegi.org.mx/programas/ccpv/2020/default.html#Tabulados
Irakulis-Loitxate, I., Guanter, L., Liu, Y. N., Varon, D. J., Maasakkers, J. D., Zhang, Y., Chulakadabba, A., Wofsy, S. C., Thorpe, A. K., Duren, R. M., Frankenberg, C., Lyon, D.R., Hmiel, B., Cushworth, D.H., Zhang, Y., Gorroño, J., Sánchez-García, E., Sulprizio, M.C., …Jacob, D.J. (2021). Satellite-based survey of extreme methane emissions in the Permian Basin. Science Advances, 7(27). doi: https://doi.org/10.1126/sciadv.abf4507
Israde-Alcántara, I., Buenrosto-Delgado, O., Garduño-Monroy, V. H., Hernández-Madrigal, V., & López-Granados, E. (2009). Problemática geológico-ambiental de los tiraderos de la Cuenca de Cuitzeo, norte del Estado de Michoacán. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana, 61(1), 203-211. doi: http://dx.doi.org/10.18268/BSGM2008v60n2a5
Jacob, D. J., Varon, D. J., Cusworth, D. H., Dennison, P. E., Frankenberg, C., Gautam, R., Guanter, L., Kelley, J., McKeever, J., Ott, L. E., Poulter, B., Qu, Z., Thorpe, A. K., Worden, J.R., & Duren, R.M. (2022). Quantifying methane emissions from the global scale down to point sources using satellite observations of atmospheric methane. Atmospheric Chemistry and Physics, 22(14), 9617–9646. doi: https://doi.org/10.5194/acp-22-9617-2022
Kaza, S., Yao, L. C., Bhada-Tata, P., & Van Woerden, F. (2018). What a Waste 2.0: A global snapshot of solid waste management to 2050. World Bank Group. doi: https://doi.org/10.1596/978-1-4648-1329-0
Kjeldsen, P., Barlaz, M. A., Rooker, A. P., Baun, A., Ledin, A., & Christensen, T. H. (2002). Present and long-term composition of MSW landfill leachate: A review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 32(4), 297–336. doi: https://doi.org/10.1080/10643380290813462
Lauvaux, T., Giron, C., Mazzolini, M., d’Aspremont, A., Duren, R., Cusworth, D., Shindell, D., & Ciasis, P. (2022). Global assessment of oil and gas methane ultra-emitters. Science, 375(6580), 557–561. doi: https://doi.org/10.1126/science.abj4351
Lorente, A., Borsdorff, T., Butz, A., Hasekamp, O., aan de Brugh, J., Schneider, A., Wu, L., Hase, F., Kivi, R., Wunch, D., Pollard, D. F., Shiomi, K., Deutscher, N. M., Velazco, V. A., Roehl, C. M., Wennberg, P. O., Warneke, T., & Landgraf, J. (2021). Methane retrieved from TROPOMI: improvement of the data product and validation of the first 2 years of measurements. Atmospheric Measurement Techniques, 14, 665–684. doi: https://doi.org/10.5194/amt-14-665-2021
Mahmood, K., Batool, S. A., & Chaudhry, M. N. (2016). Studying bio-thermal effects at and around MSW dumps using satellite remote sensing and GIS. Waste Management, 55, 118–128. doi: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.04.020
Mahmood, K., Iftikhar, W., & Faizi, F. (2022a). Geospatial indices as an alternative for environmental impact assessment of dumped waste. Acta Geophysica, 71(1), 309-322. doi: https://doi.org/10.1007/s11600-022-00974-6
Mahmood, K., Faizi, F., & Mushtaq, F. (2022b). Satellite-based bio-thermal impact insights into MSW open dumps: A pair-unified proximity scenario. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 13(1), 667-685. doi: https://doi.org/10.1080/19475705.2022.2038695
Nájera-Aguilar, H. A., Vera Toledo, P., & Rojas-Valencia, M. N. (2012). Investigación del sitio de disposición final de residuos sólidos de la ciudad de San Cristóbal de las Casas, Chiapas. Revista AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales, 5(1), 67-78.
Okwaro, J., Makokha, G., Ondiaka, N., & Drebenstedt, C. (2023). A systematic review of methane emission estimation challenges in open and unmanaged landfills [Preprint]. Research Square. doi: https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-8913466/v1
Planet (2021). PlanetScope Product Specifications, Planet Labs, Inc., San Francisco, CA, USA. Available online: https://assets.planet.com/docs/Planet_PSScene_Imagery_Product_Spec_June_2021.pdf, Accessed 09 Oct 2024
Plant, G., Kort, E. A., Murray, L. T., Maasakkers, J. D., & Aben, I. (2022). Evaluating urban methane emissions from space using TROPOMI methane and carbon monoxide observations. Remote Sensing of Environment, 268, 112756. doi: https://doi.org/10.1016/j.rse.2021.112756
Richa-Singh. (2023). Methane emissions from open dumpsites in India: Estimation and mitigation strategies. Centre for Science and Environment.
Rizzatti, M., Batista, N. L., Spode, P. L. C., Erthal, D. B., De Faria, R. M., Scotti, A. A. V., Trentin, R., Petsch, C., Turba, L., & Quoos, J. H. (2020). Mapeamento da COVID-19 por meio da densidade de Kernel. Metodologias e Aprendizado, 3, 44-53.
Sandholt, I., Rasmussen, K., & Andersen, J. (2002). A simple interpretation of the surface temperature/vegetation index space for assessment of surface moisture status. Remote Sensing of Environment, 79(2-3), 213-224. doi: https://doi.org/10.1016/s0034-4257(01)00274-7
Schneising, O., Buchwitz, M., Reuter, M., Bovensmann, H., Burrows, J. P., Borsdorff, T., Deutscher, N. M., Feist, D. G., Griffith, D. W. T., Hase, F., Hermans, C., Iraci, L. T., Kivi, R., Landgraf, J., Morino, I., Notholt, J., Petri, C., Pollard, D. F., Roche, S.,… Wunch, D. (2019). A scientific algorithm to simultaneously retrieve carbon monoxide and methane from TROPOMI onboard Sentinel-5 Precursor. Atmospheric Measurement Techniques, 12(12), 6771–6802. doi: https://doi.org/10.5194/amt-12-6771-2019
Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales. (2020). Diagnóstico básico para la gestión integral de los residuos. SEMARNAT.
Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales. (2023). Informe de la situación del medio ambiente en México 2022. SEMARNAT.
Silvestri, S., & Omri, M. (2007). A method for the remote sensing identification of uncontrolled landfills: Formulation and validation. International Journal of Remote Sensing, 29(4), 975-989. doi: https://doi.org/10.1080/01431160701311317
Sobrino, J. A., Jiménez-Muñoz, J. C., & Paolini, L. (2004). Land surface temperature retrieval from LANDSAT TM 5. Remote Sensing of Environment, 90(4), 434-440. doi: https://doi.org/10.1016/j.rse.2004.02.003
United Nations Environment Programme. (2024). Global waste management outlook 2024 - Beyond an age of waste: Turning rubbish into a resource. UNEP. doi: https://doi.org/10.59117/20.500.11822/44939
Wang, Y., Fang, M., Lou, Z., He, H., Guo, Y., Pi, X., Wang, Y., Yin, K., & Fei, X. (2024). Methane emissions from landfills differentially underestimated worldwide. Nature Sustainability, 7(4), 496-507. doi: https://doi.org/10.1038/s41893-024-01307-9
Xiaoli, C., Xin, Z., Ziyang, L., Shimaoka, T., Nakayama, H., Xianyan, C., & Youcai, Z. (2011). Characteristics of vegetation and its relationship with landfill gas in closed landfill. Biomass and Bioenergy, 35(3), 1295-1301. doi: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2010.12.051
Yan, W. Y., Mahendrarajah, P., Shaker, A., Faisal, K., Luong, R., & Al-Ahmad, M. (2014). Analysis of multi-temporal Landsat satellite images for monitoring land surface temperature of municipal solid waste disposal sites. Environmental Monitoring and Assessment, 186(12), 8161-8173. doi: https://doi.org/10.1007/s10661-014-3995-z
Zhang, S., Ma, J., Zhang, X., & Guo, C. (2023). Atmospheric remote sensing for anthropogenic methane emissions: Applications and research opportunities. Science of the Total Environment, 893, 164701. doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.164701
Zhao, H., Li, Y., Chen, X., Wang, H., Yao, N., & Liu, F. (2021). Monitoring monthly soil moisture conditions in China with temperature vegetation dryness indexes based on an enhanced vegetation index and normalized difference vegetation index. Theoretical and Applied Climatology, 143(1-2), 159-176. doi: https://doi.org/10.1007/s00704-020-03422-x
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