PRIMERA REUNIÓN DE LA INVESTIGACIÓN AGROPECUARIA 2011

LOS RUMIANTES Y EL CALENTAMIENTO GLOBAL: ALTERNATIVAS PARA DISMINUIR LAS EMISIONES DE METANO

Daniel Pérez Torres Serafín Jacobo López Garrido

Universidad del Mar, Campus Puerto Escondido; Ciudad Universitaria, Puerto Escondido, Mixtepec, Oaxaca, México. 71980. Tel (01954) 5824990, Ext. 311. Email: [email protected]; [email protected].

INTRODUCCIÓN La ganadería es el sector de mayor crecimiento en el mundo, debido a la demanda de proteína animal, por esta razón se requiere la producción de millones de rumiantes. Se considera que los rumiantes en sistemas de producción extensiva son una de las principales causas de los problemas ambientales en el mundo, como: el calentamiento global del planeta, la degradación del suelo, la deforestación, la contaminación de la atmosfera y del agua, y la pérdida de biodiversidad (FAO, 2006). Los rumiantes como fuente de alimento han coadyuvado al desarrollo de las sociedades. Sin embargo, este desarrollo ha generado cambios en el medio ambiente que está poniendo en riesgo la naturaleza, debido a que la mayor proporción de emisiones de metano se debe a los rumiantes (Lassey, 2007; Chhabra et al., 2009; Naqvi y Sejian, 2011; Sejian et al., 2011). Las relaciones actuales entre hombre-alimento-medio ambiente requieren cambios drásticos a corto plazo en el manejo de las políticas gubernamentales y mundiales. Para reducir el calentamiento global, a través de la reducción de las emisiones de gases con efecto invernadero se han tomado acuerdos multinacionales (IPCC, 2007), por ejemplo, el Protocolo de Kyoto establece que las emisiones de gases de efecto invernadero deben reducirse en un promedio de 5.2% por debajo de los niveles de 1990 durante los años 2008-2012 para los países industrializados (Moss et al., 2000; Carmona et al., 2005). Sin embargo, hasta el momento no se ha detenido el incremento en la temperatura del planeta. Han sido propuestas diversas estrategias para disminuir las emisiones de metano de los rumiantes, desde asperjar los alimentos inhibidor de enzimas metanogénicas (freon), vacunas, receptores de electrones, etc, hasta disminuir la 73

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ingestión de carne por parte del hombre; pero al parecer no se logrado las metas de reducción con la implementación de una sola estrategia, por tanto se requiere de políticas y acuerdos internacionales más estrictos, de lo contrario se preveen repercusiones graves en el futuro debido al calentamiento global(Gleik et al., 2010; Thornton y Herrero, 2010). Los modelos actuales de predicción preveen que seguirán aumentando las emisiones de metano en los rumiantes con efectos negativos en la naturaleza (Herrero et al., 2008; Sejian et al., 2011). El objetivo de la presente revisión es analizar el impacto en las emisiones de metano (de los rumiantes) y las alternativas para disminuir la producción de este gas en la ganadería, de manera que se tenga una producción más eficiente de los animales y coadyuvar con la protección del medio ambiente.

Producción de gas metano en rumiantes y su impacto sobre el calentamiento global Entre los gases de efecto invernadero que causan mayor efecto hacia el calentamiento global son el bióxido de carbono (CO2), el metano (CH4) y el óxido nitroso(N2O), siendo el metano la de mayor importancia (IPCC, 2007; Gleik et al., 2010; Sejian et al., 2011; Naqvi y Sejian et al., 2011). El aumento de las concentraciones de estos gases provocan un calentamiento de la superficie terrestre y la destrucción de la capa de ozono en la estratósfera (Primavesi et al., 2004; Carmona et al., 2005). El CH4 y el CO2 son gases que interaccionan con las ondas de energía infrarroja (retienen la radiación infrarroja) que ingresan a la atmosfera, lo cual genera reacciones de oxidación con radicales hidroxilo (OH) que dañan la capa de ozono del planeta (Johnson y Johnson; 1995; Moss et al., 2000). Dentro de la gama de gases a los que se les atribuye el efecto invernadero, se considera el CO2 el más abundante en la atmosfera, pero el metano es el que tiene mayor efecto sobre el calentamiento global y según estudios actuales se ha incrementado de manera acelerado en los últimos años (Gleik et al., 2010; Sejian et al., 2011; Naqvi y Sejian et al., 2011). La medición de CH4 en el hielo de los casquetes polares muestra que su concentración en la atmosfera aumentó de 750 a 1800 ppb (Johnson y Johnson, 1995; Moss et al., 2000; Schils et al., 2007) con incrementos anuales de alrededor de 550 Tg (1Tg12 g=1 millón de tonelada métrica), de los cuales los rumiantes contribuyen con alrededor de 85 Tg (Beauchemin y McGinn, 2005; Naqvi y Sejian et al., 2011). Además del efecto invernadero asociado a la metanogénesis1 ruminal, el CH4 representa una perdida energética considerable para el animal. Esta perdida normalmente representa 5.5 a 6.5% del total de energía consumida en la dieta (McCaughey et al., 1999), aunque también se ha reportado una perdida energética mayor, del 12 a 18%, en animales en pastoreo de forrajes de baja calidad (Carmona 1

El metano a nivel ruminal es producido por las bacterias metanogénicas que utilizan el hidrogeno molecular del rumen (H2) para reducir CO2, y sintetizar ATP y CH4 como productos finales de dicho proceso (Lana et al., 1998; Rusell, 1998).

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et al., 2005). Se calcula que anualmente una vaca adulta puede producir de 60 a 130 kg de metano, lo que representa de 2 a 18% de la energía total consumida por el rumiante (Johnson y Johnson, 1995; McGinn et al., 2006; Fonty et al., 2007). La agricultura y la producción pecuaria contribuyen ampliamente a las emisiones antropogénicas de metano, dióxido de carbono y óxido nitroso a la atmósfera. Las emisiones de gases de efecto invernadero provenientes del sector agrícola son de aproximadamente 25.5% del total de las emisiones globales y mayor del 60% de fuentes antropogénicas (FAO, 2009). La ganadería contribuye con alrededor del 80% de las emisiones de este sector. La importancia sobre el calentamiento global de las diferentes áreas en que se divide la ganadería según el orden de importancia son los siguientes: deforestación y desertificación (35%), estiércol (31%), fermentación enterica (35%), y otros (9%) (FAO, 2006; FAO, 2009). Sejian et al. (2011) y Naqvi y Sejian (2011) mencionan que más del 50% de la emisión antropogénicas de metano a nivel mundial son producidos por las prácticas agrícolas, donde la mayor fuente de emisión de metano son los rumiantes, el cultivo de arroz, manipulación y descomposición del estiércol (manejo) y quema de biomasa; y 20% por otras fuentes (uso de gas natural y petróleo, carbón mineral, relleno sanitario y tratamientos de aguas residuales); es decir 70% por actividades antropogénicas. Mientras que el 30% de las emisiones de metano son producidos por fuentes naturales que incluyen pantanos, termitas, océanos y la combustión. El metano es un gas considerado mas potente que el bióxido de carbono que contribuye al calentamiento global, por eso el reducir el incremento de emisiones de este gas con gran potencial de efecto invernadero de la agricultura, especialmente la producción ganadera seria una prioridad para frenar rápidamente el incremento de la temperatura global del planeta (FAO, 2006; Sejian et al., 2011., Naqvi y Sejian, 2011). Actualmente, el metano contribuye con el 20% de las emisiones antropogénicas sobre el calentamiento global del planeta, y tiene mayor capacidad de absorbancia infrarroja que el bióxido de carbono. Aunque el metano es el segundo gas de efecto invernadero, después del CO2, posee un potencial de calentamiento de 21 veces mayor que el CO2 (21 kg CO2/kg CH4), es decir el metano es 21 veces más efectivo para atrapar el calor que el CO2 según el UNFCCC (United Nation Framework Convention on Climate Chamge), el protocolo de Kyoto (UN, 1998), Sejian et al. (2011) y Naqvi y Sejian (2011), por tanto su contribución neta es mayor como gas de efecto invernadero. Sejian et al. (2011) y Naqvi y Sejian (2011) el metano tiene un corto periodo de vida en la atmósfera (10-12 años comparados con otros gases de efecto invernadero i.e., 120 años para el CO2, 114 años para el N2O) por lo que reducir su emisión trae beneficios o consecuencias a corto plazo. Sin embargo, está en constante incremento en la atmosfera de modo que ha duplicado su emisión en los últimos dos siglos y en los últimos años. Del total de gases con efecto invernadero incluyendo el metano solo una pequeña proporción (