Las emisiones de óxido nitroso se disparan con la creciente demanda de fertilizantes y carne, pero hay soluciones

El papel de la alimentación en el cambio climático se ha convertido en uno de los retos más importantes de nuestro tiempo. El viaje de un filete, una fruta o una ensalada desde las vastas extensiones de tierras agrícolas hasta los platos de nuestras mesas deja una huella significativa en el medio ambiente.

Como científicos de la tierra, del clima y atmosféricos, hacemos un seguimiento de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero y acabamos de publicar la evaluación más completa hasta la fecha de un potente gas de efecto invernadero procedente de la producción de alimentos: el óxido nitroso o N₂O.

Después del dióxido de carbono y el metano, el N₂O es el gas de efecto invernadero más importante que el ser humano libera a la atmósfera. Aunque hay menos N₂O que dióxido de carbono en la atmósfera, es 300 veces más potente a la hora de calentar el planeta y permanece en la atmósfera, reteniendo el calor, durante más de un siglo.

En la actualidad, los niveles de N₂O en la atmósfera son aproximadamente un 25 % más altos que antes de la Revolución Industrial, y siguen aumentando a un ritmo acelerado.

Descubrimos que, a nivel mundial, los fertilizantes y la gestión del estiércol del ganado están liderando el aumento de las emisiones de N₂O y su rápida acumulación en la atmósfera. Esto es más que un problema climático, dado que el gas también agota la capa de ozono, que protege a los seres humanos de la dañina radiación solar. Y la escorrentía de nitrógeno de los campos contamina las vías fluviales, aumentando la proliferación de algas nocivas y creando zonas muertas sin oxígeno.

El aumento de las emisiones de N₂O es alarmante, pero hoy en día se dispone de los conocimientos y de muchas de las tecnologías necesarias para invertir la tendencia.

¿De dónde proceden las emisiones de N₂O?

Antes de la Revolución Industrial, las fuentes naturales de N₂O procedentes de microbios que viven en suelos forestales y en los océanos eran aproximadamente iguales a los sumideros naturales que lo consumían del aire, por lo que sus concentraciones atmosféricas eran relativamente constantes.

Sin embargo, la población humana y su demanda de alimentos han crecido rápidamente, alterando ese equilibrio natural.

Hemos descubierto que las actividades humanas por sí solas han aumentado las emisiones de N₂O en un 40 % en las últimas cuatro décadas, y que la agricultura contribuye aproximadamente en un 74 % al total de las emisiones antropogénicas de este gas.

Las mayores fuentes humanas de N₂O son la agricultura, la industria y la quema de bosques o residuos agrícolas.

Los fertilizantes nitrogenados, ampliamente utilizados en la agricultura, son uno de los mayores contribuyentes. Los fertilizantes son responsables del 70 % del total de las emisiones de N₂O de la agricultura mundial. El estiércol animal procedente de la ganadería intensiva contribuye en torno al 30 %. Una fuente menor pero en rápido crecimiento es la acuicultura, como la piscicultura, sobre todo en China, donde se ha multiplicado por 25 en los últimos 40 años.

Además de la agricultura, procesos industriales como la producción de nailon, explosivos y fertilizantes, y la combustión de combustibles fósiles también contribuyen a las emisiones de N₂O, pero en menor medida que la agricultura.

Emisiones de N₂O por países

Las emisiones varían mucho de un país a otro por diversas razones sociales, económicas, agrícolas y políticas.

Las economías emergentes, como China e India, han tenido fuertes tendencias de aumento de N₂O en las últimas cuatro décadas, ya que impulsaron la productividad agrícola para satisfacer la creciente demanda de alimentos de sus poblaciones.

China es el mayor productor y usuario de fertilizantes químicos. Su Plan de acción para un crecimiento cero en el uso de fertilizantes para 2020, publicado en 2015, ha ayudado a reducir las emisiones de N₂O. Sin embargo, sus emisiones industriales de este compuesto han seguido aumentando.

En Brasil e Indonesia, la tala y quema de bosques para dejar espacio a los cultivos y la ganadería, unidas a unas prácticas agrícolas cada vez más intensivas, han exacerbado las pérdidas de nitrógeno de fuentes naturales y amplificado las emisiones de gases de efecto invernadero.

África tiene oportunidades para aumentar la producción de alimentos sin aumentar la fertilización nitrogenada. Sin embargo, los países del norte de África han más que triplicado el crecimiento de sus emisiones en las últimas dos décadas, debido principalmente a un crecimiento sustancial de la cabaña ganadera.

Unas pocas regiones, no obstante, han podido reducir parte de sus emisiones de N₂O con prácticas más sostenibles.

La Unión Europea, Japón y Corea del Sur han reducido con éxito las emisiones antropogénicas de N₂O en los últimos 40 años, aunque siguen siendo grandes emisores a escala mundial. Las reducciones han procedido en gran medida de la industria química en la década de 1990. Su uso del nitrógeno en la agricultura también se ha hecho más eficiente. Sin embargo, aún les queda trabajo por hacer: sus emisiones procedentes de la aplicación directa de fertilizantes y estiércol sólo han disminuido ligeramente y se han estabilizado recientemente.

En EE. UU., las emisiones agrícolas siguen aumentando, mientras que las emisiones industriales han disminuido ligeramente, dejando las emisiones globales más bien planas.

Cómo reducir las emisiones de N₂O

Afrontar el reto de reducir las emisiones de N₂O requiere una combinación de intervenciones políticas, innovación tecnológica y acciones individuales. Por ejemplo:

• Las políticas pueden animar a los agricultores a adoptar prácticas eficientes en nitrógeno, optimizar el uso de fertilizantes y reducir las emisiones de N₂O y otras formas de contaminación por nitrógeno a través de una variedad de programas de incentivos.

• Las técnicas de agricultura de precisión, incluido el uso de la teledetección y de equipos guiados por GPS vía satélite, pueden ayudar a los agricultores a variar la dosis de fertilizante aplicada para optimizar la gestión de los nutrientes y minimizar las pérdidas de nitrógeno, reduciendo así las emisiones de N₂O.

• El desarrollo y la adopción de fertilizantes eficientes en nitrógeno, como formulaciones de liberación controlada e inhibidores de la nitrificación, también ofrecen formas prometedoras de reducir la escorrentía de nitrógeno y frenar las emisiones de N₂O de los suelos agrícolas.

• Del mismo modo, las innovaciones en la gestión del ganado, como los suplementos dietéticos y la mejora de las prácticas de gestión de residuos, pueden reducir la cantidad de N₂O procedente del ganado.

• Las industrias, sobre todo las de producción de nailon y fertilizantes, pueden instalar tecnologías ya existentes y asequibles para reducir casi todas sus emisiones de N₂O. Es una victoria fácil de aplicar. La mayor parte del mundo ya lo ha hecho, lo que deja a China y Estados Unidos como responsables de la mayor parte de las emisiones industriales restantes de N₂O.

• Los consumidores también pueden convertir los alimentos vegetales en una fracción mayor de su dieta. No hace falta hacerse vegano si no se quiere, pero reducir la frecuencia y el tamaño de las porciones de carne y productos lácteos puede ser saludable tanto para el individuo como para el medio ambiente. Prácticas ecológicas como el compostaje de residuos alimentarios y la reducción del uso de fertilizantes en el césped también ayudan.

En general, para hacer frente a las emisiones de N₂O y combatir el cambio climático se necesita un enfoque global que combine políticas, tecnología y acciones individuales.

Con los gobiernos, las industrias y los ciudadanos trabajando por un futuro sostenible, estas estrategias pueden ayudar a garantizar la seguridad alimentaria y la sostenibilidad medioambiental para las generaciones futuras.

Artículo de Hanqin Tian, Boston College; Eric Davidson, University of Maryland, Baltimore; Pep Canadell, CSIRO y Rona Louise Thompson, Norwegian Institute for Air Research.