Emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de la ganadería en Cuba

INTRODUCCIÓN

La ganadería genera grandes cantidades de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), debido principalmente a la producción de metano (CH₄) en el proceso de digestión de los rumiantes. Aunque en cantidad muy inferior, también se genera metano en la descomposición del estiércol en ausencia de aire, por ejemplo en las piscinas utilizadas para almacenar estiércol y purines en las granjas industriales. El estiércol depositado en los pastos por el ganado, en cambio, o manejado en seco, no produce cantidades significativas de metano (Román y Hernández, 2016Román, S. y Hernández, J. H. (2016). Produccion y Medicion de Metano (CH4) en ganado bovino. Technical Report July 2016. DOI: http://doi.org/10.13140/RG.2.2.21578.57281 ).

El metano es el segundo gas más importante de efecto invernadero, representando más del 14% del total de estos gases. La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) responsabiliza a la ganadería de una proporción muy importante de las emisiones de este gas, adjudicándole el 35-40% de las totales.

La emisión de CH₄ procedente de la fermentación entérica es un proceso que tiene su origen en la formación de este gas en el sistema digestivo de los animales domésticos (fundamentalmente en los rumiantes). La cantidad de CH₄ que es liberada depende del tipo, edad y peso de los animales, así como de la cantidad y calidad del alimento consumido. Este gas se emite a la atmósfera a través del eructo durante la rumia (las mayores emisiones) y mediante los flatos a través del ano (Román y Hernández, 2016Román, S. y Hernández, J. H. (2016). Produccion y Medicion de Metano (CH4) en ganado bovino. Technical Report July 2016. DOI: http://doi.org/10.13140/RG.2.2.21578.57281 ).

El estiércol del ganado doméstico es otra fuente de emisiones de GEI, ya que el mismo está compuesto principalmente de material orgánico. Cuando este material orgánico se descompone en un medio anaeróbico, las bacterias metanogénicas producen CH₄. Estas condiciones ocurren a menudo cuando un gran número de animales son manejados en un área confinada, o cuando las excretas son manejadas en forma líquida. Por otra parte, cuando las excretas se descomponen en un medio aeróbico, predominan las emisiones de óxido nitroso (N₂O).

El manejo de las excretas produce emisiones de CH₄ y N₂O. Las cantidades están en dependencia del sistema de manejo utilizado: almacenamiento sólido, esparcido diario, lagunas anaeróbicas, como combustible, sistema líquido, etc. Las mayores emisiones corresponden al tratamiento en forma líquida por facilitar la descomposición anaeróbica de las sustancias orgánicas contenidas en ellas; también, influyen en las emisiones otras condiciones tales como: la temperatura, humedad, viento, radiación solar, ubicación de las excretas según el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, 2006IPCC (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories.Volume 4: AFOLU. Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, Eggleston H. S. et al. (Eds). Published: Institute for Global Environmental Strategies (IGES), Hayama, Japan.).

El objetivo de este trabajo fue estimar las emisiones de CH₄ por la categoría Fermentación entérica y las emisiones de CH₄ y N₂O por la categoría Gestión del estiércol para el período 1990-2016.

MATERIALES Y MÉTODOS

En ambas categorías se incluyeron las especies animales agrupadas en los siguientes componentes:

Las aves de corral no se incluyeron para la fermentación entérica por no constituir una especie clave, aunque si se tratan en el manejo de las excretas ya que representan una población considerable cuyas excretas al igual que la de los herbívoros, se manejan con distintos objetivos (producción de abonos, obtención de energía, alimento animal, etc.)

Se utilizaron datos de actividad desagregados y paramétricos específicos del país (cabezas de las especies animales/año). Los cuales fueron obtenidos de los datos publicados por la Oficina Nacional de Estadística (ONEI) en los Anuarios Estadísticos Anuales o de la información complementaria de esta entidad (ONEI, 2018ONEI (2018). Oficina Nacional de Estadísticas e Información. Anuario Estadístico 2016.).

En la categoría Fermentación entérica se aplicó el método Nivel 2 para la estimación de las emisiones de CH₄ del componente Ganado vacuno, usando factores de emisión (FE) propios de país (tabla 1). En todas las otras especies se aplicó un método Nivel 1, usando factores de emisión por defecto de acuerdo a las Directrices del IPCC de 2006IPCC (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories.Volume 4: AFOLU. Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, Eggleston H. S. et al. (Eds). Published: Institute for Global Environmental Strategies (IGES), Hayama, Japan..

Para el cálculo de las emisiones de CH₄, derivadas de la fermentación entérica, en los métodos de Nivel 1 y 2 se utilizan las mismas ecuaciones de cálculo (ecuación 1 $Emisiones de C{H}_4= F{E}_{\left(T\right)}\times \left(\frac{N_{\left(T\right)}}{{10}^6}\right)$ y 2 $Total C{H}_{4 Entérica}=\sum _i{E}_i$ ).

Fuente: Ecuación 10.19; Capítulo 10; Volumen 4; Directrices del IPCC de 2006IPCC (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories.Volume 4: AFOLU. Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, Eggleston H. S. et al. (Eds). Published: Institute for Global Environmental Strategies (IGES), Hayama, Japan.

Donde:

Emisiones de CH₄ = CH₄ emitido por fermentación entérica, Gg CH₄/año

FE _(T) = factor de emisión para la población de ganado definida, kg CH₄ cabeza^-1 año¹

N _(T) = la cantidad de cabezas de ganado de la especie/categoría T del país

T = especie/categoría de ganado

Fuente: Ecuación 10.20; Capítulo 10; Volumen 4; Directrices del IPCC de 2006IPCC (2006). 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories.Volume 4: AFOLU. Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, Eggleston H. S. et al. (Eds). Published: Institute for Global Environmental Strategies (IGES), Hayama, Japan.

Donde:

Total $C{H}_{4 Entérica}$ = emisiones totales de metano por fermentación entérica, Gg CH₄ año ^-1

$E_i$ = emisiones de las i ^th categorías y subcategorías de ganado

En la categoría Gestión del estiércol se contabilizaron las emisiones de CH₄ y N₂O utilizando el método Nivel 1 para todas las especies animales. Para su aplicación basta conocer las poblaciones por especie, y multiplicarlas por los factores de emisión por defecto correspondientes.

El ganado vacuno, los búfalos, ovinos, caprinos, equinos, mulas y asnos, porcinos y aves de corral fueron asignados a diferentes sistemas de gestión del estiércol según las características de los sistemas productivos del país para la estimación de las emisiones de N₂O. Esta asignación se hizo por juicio de experto ya que el país no cuenta con datos estadísticos.

En la tabla 2 se observa un resumen de los métodos aplicados y los factores de emisión por categoría y por tipo de GEI.

Tras estimar las emisiones, se reportan los valores de GEI en forma agregada, expresadas en kilotoneladas (kt) de dióxido de carbono equivalente (CO₂ eq). Para ello se multiplican las emisiones (en unidades de masa) de cada GEI por su respectivo potencial de calentamiento global (PCG). En Cuba se utilizan los PCG incluidos en el Segundo Informe de Evaluación del IPCC de 1995 (PCG_CH4=21 y PCG_N2O=310), para un horizonte temporal de cien años.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Las emisiones de CO₂ eq de la Ganadería contabilizaron 4.812,85 Gg en el año 2016, disminuyeron en un 1,1 % desde 1990 y se incrementaron en un 2,9 % desde 2010 (tabla 3). La causa principal de la tendencia en esta actividad de la agricultura son los cambios experimentados por la población animal en Cuba, primordialmente del ganado vacuno, cuya disminución se inicia en 1990 y que entró en fase de recuperación a partir del 2006. La culminación de las relaciones de intercambio comercial con el bloque socialista que desapareció abruptamente a inicios de los años 90, afectó la producción ganadera por la disminución en la importación de piensos, fertilizantes y plaguicidas (López et al, 2009López, C., P. V. Fernández, R. W. Manso, A. Valdés, A. León, A. V. Guevara, C. González, M. E. García, G. Legañoa, T. M. González, J. Dávalos, R. Biart, I. López, D. Pérez, H. Ricardo, S. F. Pire, J. M. Ameneiros, A. Mercadet, A. Álvarez (2009). Emisiones y Remociones de Gases de Invernadero en Cuba. Reporte Actualizado para el Período 1990 – 2002, CITMA/AMA/Instituto de Meteorología. La Habana, 338 pp.; López et al., 2012López, C., A. Valdés, P. V. Fernández, R. W. Manso, A. León, A. V. Guevara, C. González, M. E. García, G. Legañoa, T. M. González, J. Dávalos, M. Amárales, R. Biart, I. López, D. Pérez, S. F. Pire, J. M. Ameneiros, A. Mercadet, A. Álvarez (2012) Emisiones y Remociones de Gases de Efecto Invernadero en Cuba. Reporte para el Año 2004 y Actualización para el Período 1990 – 2002, CITMA/AMA/Instituto de Meteorología. La Habana.).

Respecto a las categorías (figura 1), la Fermentación entérica es la de mayor relevancia (76,1 %), disminuyó en un 3,3 % desde 1990 y se incrementó en un 1.3 % desde 2010. La Gestión del estiércol aporta el 23,9 % restante de la categoría, se incrementó en un 6,8 % desde 1990 y en un 8,4 % desde 2010. Esto último debido al crecimiento del ganado no vacuno, además del incremento de la población de ganado vacuno después del 2005 (Valdés et al., 2013Valdés A., R. Manso, R. Manrique, E. Carrillo, C. Sosa, A. León, A. V. Guevara, C. González, D. Boudet, M. Amárales, R. Biart, I. López, D. Pérez, S. F. Pire, L. Cuesta, A. Mercadet, A. Álvarez. 2013. Emisiones y Remociones de Gases de Invernadero en Cuba. Reporte Actualizado para el Período 1990 – 2006, CITMA/AMA/Instituto de Meteorología. La Habana.; 2014Valdés A., R. Manso, R. Manrique, E. Carrillo, C. Sosa, A. León, A. V. Guevara, C. González, D. Boudet, M. Amárales, R. Biart, I. López, D. Pérez, S. F. Pire, L. Cuesta, A. Mercadet, A. Álvarez. 2014. Emisiones y Remociones de Gases de Invernadero en Cuba. Reporte Actualizado para el Período 1990 – 2008, CITMA/AMA/Instituto de Meteorología. La Habana.).

A nivel de componente animal en el 2016, el ganado vacuno es el de mayor importancia con un 72,1 %, seguido de 10 % de equinos, 7,7 % de porcinos, 4,8 % ovinos; mientras que el restante 5,4 % corresponde a las otras especies (figura 2).

En la categoría Fermentación entérica el ganado vacuno en el 2016 acumula la mayoría de las emisiones, representando un 80,2 % (tabla 4). Le siguen equinos con 8,9 %, ovinos con 4,7 %, caprinos con 3,4 % y las otras especies con 2,8 %. Esto último responde al incremento significativo de la población de ganado no vacuno en este período.

Las subcategorías significativas son las que acumulan más del 25 % de las emisiones de la categoría. A las cuales se les recomienda aplicar métodos de nivel superior 2 o 3. Para Fermentación entérica entonces fue adecuado utilizar un nivel 2 para el ganado vacuno y para el resto de las especies un nivel 1.

En la categoría Gestión del estiércol el ganado vacuno en el 2016 acumula la mayoría de las emisiones, representando un 48,2 % de la subcategoría. Le siguen Porcinos con 29,9 %, Equinos con 13,7 %, y las otras especies con 8,2 % (tabla 5).

Las subcategorías significativas en la categoría Gestión del estiércol fueron para ganados vacunos y porcinos. En los próximos años a estas subcategorías habrá que dedicarle mayores recursos y esfuerzos para lograr la estimación utilizando métodos de niveles superiores.

CONCLUSIONES