El uso desorbitado de fertilizantes dispara el N₂O, un potente gas invernadero
La producción insostenible de alimentos y la inadecuada aplicación de fertilizantes nitrogenados, entre otros factores, hacen que las emisiones de óxido nitroso hayan aumentado un 40% en cuatro décadas.
El uso creciente de fertilizantes nitrogenados y estiércol de los animales son focos de calentamiento de planeta nada desdeñables. De hecho, los sistemas insostenibles de producción de alimentos y, en concreto, la inadecuada aplicación de fertilizantes nitrogenados en los campos, han disparado las emisiones de óxido nitroso (N₂O). Se trata de un potente gas de efecto invernadero, el tercero en importancia por el volumen de sus emisiones, detrás del dióxido de carbono o el metano.
Es toda una paradoja. En un momento en que la comunidad internacional se ha comprometido a frenar las emisiones de gases invernadero para lograr la plena descarbonización hacia mitad de siglo, los óxidos nitrosos (N₂O) no paran de crecer.
Concretamente, las emisiones de este gas procedente de las actividades humanas aumentaron un 40% en las pasadas cuatro décadas (1980-2020) y alcanzaron los 10 millones de toneladas métricas principalmente a través de prácticas agrícolas, según un nuevo informe del Global Carbon Project.
Los expertos han puesto la mirada en la producción agrícola, que representaban en 2010 el 74% de las emisiones de óxido nitroso provocadas por el hombre.
Concretamente, el uso de fertilizantes comerciales y el estiércol vertidos en los cultivos son los principales focos, según el informe (“Global Oxide Budget 2024”), dirigido por investigadores del Boston College y publicado en la revista Earth System Science Data.
Concentraciones crecientes de óxido nitroso en la atmósfera
El problema es que la acumulación de N₂O en la atmósfera se ha acelerado en las últimas cuatro décadas. Las tasas de crecimiento en los últimos tres años (2020-2022) han sido las más altas registradas desde 1980 y son aproximadamente un 30% más elevadas que en la última década.
Las concentraciones atmosféricas de N₂O alcanzaron 336 partes por mil millones en 2022, un 25% por encima de los niveles preindustriales.
Los niveles detectados en la atmósfera en los últimos años han superado los peores escenarios recogidos en el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático de la ONU (IPCC)
Las emisiones de óxido nitroso de origen agrícola alcanzaron en 2020 los 8 millones de toneladas métricas, lo que supuso un aumento del 67% con respecto a los 4,8 millones de toneladas métricas liberadas en 1980, según este estudio elaborado por de 58 investigadores de 55 organizaciones en 15 países.
Dos grandes focos
El uso de fertilizantes nitrogenados en la agricultura, así como la producción y el uso del estiércol ganadero para este mismo fin, es la mayor fuente de emisiones de N₂O a la atmósfera causada por el hombre.
“La creciente demanda de carne y de productos lácteos también ha contribuido a un aumento de las emisiones a través del incremento en la producción de estiércol, responsable de las emisiones de N₂O”, dice el informe. Y, además, el aumento de los fertilizantes nitrogenados utilizados en la producción de piensos también ha contribuido a este aumento.
Mientras las emisiones generadas en la agricultura siguen aumentando, las de otros sectores, como los combustibles fósiles y la industria química, no crecen ni disminuyen a nivel mundial.
El uso excesivo de fertilizantes tiene otras consecuencias. Las cargas de nitrógeno sobre los suelos (fertilización y estiércol) también incrementan las emisiones de N₂O de las aguas continentales (embalses, lagos, estanques), estuarios y ecosistemas costeros.
De la misma manera, la quema de combustibles fósiles y ciertos procesos industriales (producción de ácido nítrico o ácido adípico para la fabricación de nailon) contribuyen en un 17% a estas emisiones antropogénicas y por lo tanto ofrecen un gran potencial de reducción.
El impacto climático de estas emisiones: 0,1ºC de calentamiento adicional
Los autores de informe resaltan que el aumento desenfrenado de este gas de efecto invernadero presenta consecuencias peligrosas para el planeta. Los óxidos nitrosos son un gas de efecto invernadero 273 veces más potente que el CO2 en un horizonte temporal de 100 años. Y las emisiones que se generan en las actividades humanas han añadido alrededor de 0,1°C al calentamiento global. Hay que tener en cuenta además que la cadena de suministro de alimentos es responsable de un tercio de los gass invernadero.
“Las emisiones de óxido nitroso provenientes de las actividades humanas deben disminuir para limitar el aumento de la temperatura global a 2°C como lo establece el acuerdo de París”, afirmó el autor principal del informe, Hanqin Tian, profesor de Sostenibilidad Global del Instituto Schiller en el Boston College.
No hay alternativas tecnológicas, hay que mejorar el uso en su aplicación
Los expertos recuerdan que reducir las emisiones de óxido nitroso es la única solución, ya que en este momento no existen tecnologías que puedan eliminar el óxido nitroso de la atmósfera.
No existe una buena alternativa a los fertilizantes nitrogenados que no genere emisiones de N₂O (a diferencia de la energía generada con combustibles fósiles, para la cual existen alternativas de energía renovable que no emiten CO2).
Por eso los expertos apuntan a que lo prioritario es que el sistema de producción de alimentos sea lo más eficiente posible en el uso del nitrógeno para reducir las emisiones de N₂O al mínimo posible.
Una de las malas prácticas consiste en que se arrojan los fertilizantes mucho antes de que se produzca la siembra, lo que unido a otros factores, hace que se pierda la mitad de este nitrógeno.
“Se debe hacer uso de una agricultura de precisión, y aplicar los fertilizantes cuando las plantas lo necesitan, no cuando al agricultor le vaya bien, y aplicarlas sobre las raíces”, explica Pep Canadell, director ejecutivo del Global Carbon Project.
Otra opción es mezclar o utilizar cultivos alternativos básicos y hortalizas para mejorar la fertilidad del suelo y requerir menos insumos de nitrógeno como fertilizante químico o estiércol.
En suma, mejorar las prácticas en la agricultura en el uso de fertilizantes nitrogenados y estiércol animal se considera la manera más efectiva de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y la contaminación del agua.
"Si bien ha habido algunas iniciativas exitosas de reducción de nitrógeno en diferentes regiones, encontramos una aceleración en la tasa de óxido nitroso acumulación en la atmósfera en esta década”, añade Josep Canadell,
Un 80% más fertilizantes que en 40 años
Los agricultores de todo el mundo utilizaron 60 millones de toneladas métricas de fertilizantes nitrogenados comerciales en 1980, mientras que en 2020, el sector utilizó 107 millones de toneladas métricas (lo que supone un aumento del 79%).Por su parte, la producción mundial de estiércol aumentó en 21,2 millones de toneladas métricas de nitrógeno (26,4%) y ha pasado de 80,2 millones de toneladas métricas de nitrógeno en 1980 a 101,3 millones de toneladas métricas de nitrógeno en 2020
Los cinco principales países emisores de N₂O de origen antropogénico son (en 2020) China (16,7%), India (10,9%), Estados Unidos (5,7%), Brasil (5,3%) y Rusia (4,6%).
La UE, Japón y Corea han reducido con éxito esas emisiones las últimas décadas. Sin embargo, incluso pese a la mejora en la eficiencia del uso del nitrógeno en la agricultura en algunas regiones, las emisiones derivadas de la aplicación directa de fertilizantes y estiércol han aumentado ligeramente o se han mantenido estables. Las emisiones antropogénicas de N₂O de China han ido disminuyendo durante los últimos cinco años debido a una mayor eficiencia en el uso del nitrógeno.
Por su parte, África austral y Oriente Medio tienen emisiones de fuentes no agrícolas (industria, combustión y desechos de combustibles fósiles, quema de biomasa) que son comparables o superiores a las emisiones agrícolas, lo que requiere diferentes estrategias de mitigación.
El océano global sigue siendo una fuente de N₂O y se mantiene estable en alrededor de 7,4 millones de toneladas métricas por año, con una gran contribución de los océanos costeros globales.
Entrevista a Pep Canadell, investigador
“Hay políticas para frenar el uso de fertilizantes químicos"
Las fuentes naturales también contribuyen a las emisiones de óxidos nitrosos. ¿En qué proporción?
Las emisiones originadas por el hombre se mezclan con las del ciclo natural del nitrógeno y sus emisiones asociadas de N2O. Las emisiones naturales constituyen un 65% de todas estas emisiones, pero hay que entender que estas emisiones ya se daban antes de que nosotros empezáramos a añadir óxidos nitrosos de origen antropogénico y, por otra parte, las concentraciones de N₂O no aumentaban porque el N₂O también se destruye químicamente en la atmosfera. Lo que es diferente ahora es que los factores atmosféricos que limpian el N₂O no son suficientes para mantener las concentraciones estables. Se dan demasiadas emisiones antropogénicas. Piensa en las emisiones naturales son como el background, la base, y lo que está causando este aumento en la atmosfera son las emisiones antropogénicas
¿Cómo se ha medido todas estas emisiones (antropogénicas y naturales)?
Usamos muchas observaciones atmosféricas y modelos de los suelos y de la atmósfera. También usamos diferentes inventarios globales de las actividades humanas; así, por ejemplo, calculamos cuánto kilos de fertilizantes químicos se producen cada año para luego calcular las emisiones dependiendo de tipo de cultivo.
¿Han bajado las emisiones de N₂2 en algunos países?. ¿También las relacionadas con la agricultura?
En la UE, Japón y Corea del Sur han bajado sus emisiones pero mayoritariamente las de las fuentes industriales, que es un componente pequeño (26%) pero el 74% viene de agricultura). Un ejemplo muy bueno de reducción de emisiones en la agricultura es el de China en los ultimas cinco años, después de haber crecido durante décadas muy rápidamente. Hay políticas para frenar el uso de más fertilizantes químicos y por lo tanto han tendido a ser más eficientes en su uso.