Producción de metano en rumiantes: importancia social y productiva
Gases de efecto invernadero (GEI) y cambio climático
El cambio climático es un hecho ampliamente aceptado en la comunidad internacional, y la sociedad está empezando a ser consciente de los desafíos que esto conlleva para la salud de nuestro planeta y, por ende, de la población que lo habita.
Sin embargo, a veces el mensaje que se transmite a la sociedad es demasiado simplista o incluso contradictorio y, en ocasiones, se ha puesto a la ganadería de rumiantes en el punto de mira y como principal responsable del cambio climático.
Este mensaje es, además de incierto, peligroso, porque puede dañar la visión que la sociedad tiene del sector primario. Por ello, es importante aclarar este mensaje desde la comunidad científica, explicando las fuentes de emisión de GEI, la contribución real que tiene la producción de rumiantes y las posibilidades prácticas que hay de reducir tales emisiones.
El calentamiento global está producido por la emisión y acumulación en la atmósfera principalmente de 3 gases:
Dióxido de carbono
Metano
Óxido nitroso
Estos, se han asociado a la actividad humana, al incremento de la población y a la evolución en los sistemas de producción y consumo.
El CO2 representa el 65% del total y procede fundamentalmente de la utilización de combustibles fósiles, procesos industriales y quema de biomasa.
El CH4 representa el 16% y proviene de la actividad agro-ganadera, gestión de residuos y uso de energía.
El N2O proviene fundamentalmente de la aplicación de fertilizantes en la agricultura.
Toda actividad humana tiene un impacto ambiental, y uno de los aspectos importantes a resaltar es la contribución que cada sector productivo tiene sobre la emisión de GEI.
Según el último informe periódico del IPCC publicado en 2014, las emisiones provenientes de la actividad agrícola corresponden al 14% del total. Según su importancia, el resto de contribuciones se divide en:
- 24% generación de electricidad y producción de calor
- 21% industria
- 14% transporte
- 11% otros usos energéticos
- 11% sector forestal y otros usos
- 6,3% construcción
En España, los datos de 2019 del inventario español indican que la agricultura es responsable directa del 11,9% de las emisiones de gases efecto invernadero. Más de la mitad (un 6% del total) proviene de la producción de metano, tanto por fermentación entérica (3,6% en rumiantes) como por la gestión de estiércoles y purines (2,4% en porcino fundamentalmente) (Figura 1).
Por tanto, no es cierto que la contribución de los rumiantes a la emisión de GEI sea mayor que la del sector transporte, y por supuesto está muy por debajo de la que genera la utilización de energía fósil. Además, hay que considerar que las emisiones de CO2 de origen fósil y las emisiones de N2O producen mayor calentamiento, ya que el tiempo de vida de estos gases en la atmósfera es mucho más largo (90 y 114 años para CO2 y N2 O, respectivamente) que el del CH4 (12 años).
El caso del metano biogénico es diferente. El pasto y el resto de plantas capturan CO2 de la atmósfera a través de la fotosíntesis. Cuando un animal las come y eructa metano, este metano no se añade necesariamente al ‘stock’ neto de metano atmosférico. Esto es así porque el CH4 no dura en la atmosfera mucho tiempo. Pasada una década, este metano se convierte de nuevo en CO2, cerrando el ciclo.
Y este proceso se repite una y otra vez. Así, se puede considerar que, si no incrementamos en el tiempo el número de rumiantes, no estamos añadiendo más calentamiento a través del metano.
Este concepto es importante y muy a menudo se ignora dentro del debate
del consumo de alimentos de origen animal.
Síntesis de metano en el rumen, ¿cómo se mide?
El CH4 se produce como consecuencia de la actividad fermentativa microbiana que ocurre en el rumen, donde la materia orgánica de la dieta es degradada por bacterias, hongos y protozoos y finalmente, una parte importante del hidrógeno generado es empleado por las arqueas metanogénicas para producir CH4 a partir del CO2.
En este proceso las arqueas obtienen energía, pero a la vez eliminan el H2 del ecosistema, lo que permite que la degradación de la materia orgánica continúe.
Una vaca lechera produce alrededor de 700 litros de metano al día, lo que supone una pérdida de energía considerable, ya que un kg de CH4 contiene 55,6 MJ.
Por tanto, la producción de CH4 supone una ineficiencia energética del rumiante necesaria para poder hacer uso de dietas a base de material vegetal.
Sin embargo, la producción de CH4 varía según el tipo de dieta, siendo en general mayor (por unidad de materia digerida) en dietas con contenidos altos en fibra y baja digestibilidad. Esta pérdida energética en forma de CH4 oscila entre el 2 y el 12% de la energía bruta ingerida de la dieta.
Existen diversas técnicas para la medición de CH4 en el rumen, desde tecnologías simples como los sistemas in vitro (Figura 2), que se emplean para comparar dietas, hasta cámaras de respirometría que permiten la cuantificación absoluta en la producción de metano por animal y día (Figura 3).
Reducción de la producción de metano en el sector ganadero
El empleo de las metodologías in vitro e in vivo nos ha permitido el desarrollo de estrategias de reducción de las emisiones.
La primera consideración que conviene hacer es que la producción de metano debe evaluarse durante todo el ciclo productivo del animal, no solo en una etapa determinada, por lo que todas las medidas encaminadas a incrementar la producción vitalicia del animal (i.e. mejora de fertilidad y longevidad y reducción de patologías) van a tener un impacto significativo sobre las emisiones.
Por ejemplo, la contribución que la recría tiene al total de emisiones de una explotación de vacuno lechero oscila entre el 19 % y el 33 %, a medida que la edad al primer parto y el porcentaje de desvieje anual aumenta.
Por tanto, la selección de animales más productivos en todo el ciclo de su vida va a tener un gran impacto en las emisiones, y de igual manera en la sostenibilidad económica de la explotación. Así, por ejemplo, en los últimos 25 años, el sector del ovino de leche en España ha reducido un 30% las emisiones de CH4 en relación a la producción de leche (3,02 a 2,17 kg CH4/100 litros de leche). Esto es algo que el sector primario debe poner en valor a nivel social.
Sin duda, la alimentación es una de las vías de reducción de las emisiones de CH4 en rumiantes. El primer elemento que determina la producción de CH4 es la digestibilidad de la dieta.
En el caso de los forrajes, para aquellos con una digestibilidad del 45%, la proporción de la energía bruta de la dieta que se pierde en forma de CH4 es del 10-11%, mientras que para forrajes (o pasto) de una digestibilidad del 70-75%, la pérdida es notablemente menor (4%).
Además de la calidad de la dieta, existen diversos ingredientes o aditivos que específicamente tienen un efecto directo sobre la producción de CH4:
La adición de aceites vegetales, en especial de girasol y linaza, hasta un 6% de la dieta, reducen la producción de metano alrededor de un 20% sin comprometer la digestibilidad de la misma.
Diversos aditivos con actividad antimetanogénica se están investigando en la actualidad. En particular, el compuesto 3-nitrooxypropanol (3-NOP) ha mostrado capacidad para reducir la producción de CH4 un 30-40% en todas las especies de rumiantes gracias a la actividad inhibidora contra las arqueas metanogénicas.
Por último, diversos trabajos han observado que existe una importante variabilidad entre individuos en la producción de CH4 bajo un mismo tipo de dieta, y se ha sugerido que se podrían seleccionar animales con tasas de producción más bajas.
Sin embargo, esta estrategia necesita un tiempo más prolongado para hacerse efectiva, ya que requiere analizar el impacto tras varios ciclos generacionales y evaluar la relación que el fenotipo bajo en CH4 tendría con otros atributos productivos.
CONCLUSIONES
La producción de rumiantes es una fuente de emisión de CH4 a la atmósfera, pero su contribución al efecto invernadero es mucho menor que la de otros sectores como el transporte o la generación de energía.
La producción de CH4 en el rumiante presenta una pérdida de energía, por lo que cualquier mejora en la eficiencia productiva también contribuirá a reducir las emisiones, algo en lo que el sector ganadero ya ha mostrado una clara mejoría.
Existen diversas estrategias para reducir las emisiones (manejo, nutrición y genética) que pueden aplicarse de manera aditiva y que están resultando exitosas.
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