Reducción de emisiones de metano provenientes del ganado bovino. Parte 1

Creado por admin
El 18 enero, 2013
En Medio Ambiente, Sustentabilidad Ambiental
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Ministerio de Desarrollo Social y Medio Ambiente
Secretaría de Desarrollo Sustentable y Política Ambiental

Dr. Guillermo Berra
Ing. Laura Finster
Ing Emiliano Castuma
Dr. Verónica Maldonado

FINALIDAD

Proponer estrategias para reducir las emisiones de metano en los sistemas de producción de bovinos en la República Argentina

OBJETIVOS

Recolectar información sobre los sistemas de producción en Argentina.
Estimar tanto las emisiones de metano actuales como las futuras según la probable evolución de los sistemas de producción.
Recomendar tecnologías y prácticas económicamente posibles para reducir estas emisiones en los sistemas de producción nacional.

INTRODUCCION

La reducción de emisión de metano provenientes de los rumiantes puede disminuir significativamente la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera.

El metano ( CH4) es un gas, químicamente y radiactivamente activo que contiene las radiaciones infrarrojas provocando un calentamiento global de la tierra. Es el primer componente del gaseoso del medio natural y una importante fuente de energía. Sus concentraciones se están incrementando rápidamente en la atmósfera aumentando la polución ambiental. El metano ( CH4) aporta aproximadamente el 20 % del total de los gases que causan el denominado efecto invernadero ( IPCC).El dióxido de carbono (CO2), el oxido nitroso y otros gases aportan el restante 86%, con el CO2 representando solo el 62 %.

La concentración de estos gases se incrementan constantemente en la atmósfera, debido principalmente al aumento de emisiones provenientes de las actividades humanas. A medida que los gases incrementan su densidad, la energía infrarroja es retenida en la atmósfera causando un daño potencialmente irreversible al sistema climático de la tierra. La reducción de la emisión de gases de efecto invernadero es de suma importancia para prevenir las futuras implicancias del calentamiento global, una de las cuales es el aumento del nivel del mar en 0.3 a 0.5 metros para el 2050.

La concentración de metano en la atmósfera es más del doble que hace 200 años atrás. El principal incremento se dio en la última década, pero a un ritmo más alto a partir de 1993. Los niveles normales estimados en la atmósfera son de 1,72 ppmv con un incremento anual de 0.0095 a 0.0133 ppmv. El metano es un gas químicamente y radioactivamente activo.

Junto con el dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero, atrapa la radiación infrarroja provocando el calentamiento de la tierra. El metano también reacciona con varios componentes atmosféricos incrementando la concentración de dichos gases, aire tóxico y ozono.

Las dos fuentes primarias de metano son artificialmente (antropogénica) y naturalmente. La fuente artificial aporta cerca del 70 % del metano emitido anualmente (cerca de 500 tn) Esta fuente incluye gas natural, explotaciones petroleras, explotaciones mineras, tierras destinadas al alojamiento de los residuos., ganado rumiante, desperdicios sólidos y líquidos, cultivos de arroz y biomasa quemada.

El 30 % restante de la emisión de gases de efecto invernadero son provenientes de fuentes naturales como pantanos, hormigas, incendios forestales y metano hidratado proveniente de océanos y agua dulce. El nivel de metano en la atmósfera por largo tiempo dependió del equilibrio entre las entradas y salidas. Las salidas de metano (principalmente a través de la conversión atmosférica en el vapor de agua y el dióxido de carbono) ocurren mucho más lentamente que la emisión de fuentes artificiales. El incremento neto del metano durante la década del 80 fue estimado del orden de las 37 Tn, lo que significa un incremento porcentual del 0.8 % por año.

Los rumiantes son una importante fuente artificial de metano y es el estudio en este informe.

Bovinos, ovinos, caprinos y camélidos producen metano en sus procesos digestivos, principalmente a través de la fermentación de los alimentos por los microorganismos presentes en los preestómagos, particularmente en la cavidad rumino reticular. La cantidad producida varía por diversos factores como la especie, la dieta y el manejo. La EPA estima que los rumiantes producen entre 65 y 100 Tn de metano por año. Los bovinos son la fuente principal, produciendo cerca del 75 % de las emisiones. Los 6 países que más responsabilidades tienen en estas emisiones son: Ex Unión Soviética (13%), Brasil (12%), India (10 %), EEUU (9 %), China (6 %) y Australia (2 %).

La producción de metano por los bovinos es motivo de intensas investigaciones en muchos centros del mundo. Hay mucha información acerca de los factores que afectan la producción de metano y la interacción entre los mismos. En general es aceptado que los sistemas intensivos de producción generan menos emisiones de metano que los sistemas extensivos. El metano producido por los bovinos se encuentra entre el 5,5 a 6,5 % de la energía que aportan los alimentos, que es usada para incrementar la temperatura corporal. Un valor de 7,5 % es considerado como que el animal posee un deficiente sistema de conversión. Dietas con alta proporción en granos como la suministrada en sistemas con encierre a corral (feedlots) en EEUU generalmente producen mucho menos metano (3,5%).

En la República Argentina los bovinos son responsables del 94% de la totalidad de las emisiones de todas las especies animales, con una producción de 2488 Gg/año ,sobre un total de 2644 Eg/año, asimismo las emisiones provenientes de la fermentación entérica representan un 98% (2577 Gg/año) contra un 2% (67 Gg/año) del proveniente por el tratamiento del estiércol.

MEDIDAS PARA REDUCIR LAS EMISIONES DE METANO PROVENIENTES DEL GANADO VACUNO

Durante los últimos 40 años, en los países en desarrollo, la mayor demanda de productos de origen animal ha sido cubierta, principalmente, por aumentos en el número de animales y no por un incremento de la productividad individual.

Las estrategias para reducir las emisiones de metano a partir de los rumiantes deben:

Aumentar la producción.
Ser económicamente viables y efectivas, en las condiciones actuales.
Ser consistentes con las tradiciones y los sistemas de producción locales.

MEJORA DE LA NUTRICION POR MEDIO DEL PROCESAMIENTO MECANICO Y QUIMICO DE LOS ALIMENTOS

Una mejora en la nutrición reduce las emisiones de metano por unidad de producto mediante un aumento del rendimiento, incluyendo ganancia de peso, producción de leche y performance reproductiva. También pueden reducirse las emisiones de metano por unidad de energía digestible consumida por el animal. Esta opción es aplicable a rumiantes con recursos alimenticios limitados.

Asumiendo que la digestibilidad del alimento aumenta un 5%, las emisiones de metano por unidad de producto podrían disminuir en el orden del 10 al 25%, dependiendo de las prácticas de manejo.

Tratamiento con álcali/amoníaco a alimentos groseros de baja digestibilidad: Esta es una técnica probada que mejora la digestibilidad del alimento y, consecuentemente, el rendimiento animal. Varios ensayos a campo han demostrado su efectividad. Sin embargo, este tratamiento ha sido implementado sólo e forma parcial a nivel de establecimientos, debido a que requiere la manipulación de materiales cáusticos. Además, es necesario un adecuado porcentaje de nitrógeno en la dieta para aprovechar las ventajas de una mayor digestibilidad.
Picado de alimentos groseros de baja digestibilidad: El picado de alimentos groseros puede aumentar el consumo y, como consecuencia, en algunos casos, la performance animal. Esta práctica queda limitada a algunas áreas, debido a la falta de equipamiento para el picado, para el cual se requiere una inversión de capital moderada.

MEJORA DE LA NUTRICION POR MEDIO DE LA SUPLEMENTACION ESTRATEGICA

Una mejora en la función del rumen reducirá las emisiones de metano por unidad de alimento consumido. Además, proveyendo proteína microbiana o by-pass adicional al animal, las emisiones por unidad de producto se reducirían, debido a una mejora en el rendimiento animal. Una mejor función ruminal reduciría las emisiones en alrededor de 5 a 10%. Además, las emisiones por unidad de producto podrían reducirse en 25 a 75%.

Bloques de melaza / urea: El balance de la función ruminal, aportando suplementos claves en un bloque de melaza / urea es una técnica que podría ser destinada a animales con dietas que conduzcan a niveles deficientes de amoníaco en rumen. El mayor crecimiento microbiano mejora la relación proteína / energía para el animal y reduce la producción de metano directamente, aumentando la performance. Actualmente, la implementación de esta técnica es limitada por los requerimientos de infraestructura y manufacturación y por el nivel de educación de los productores.
Bloques de melasa / urea con proteína by-pass: Los alimentos que aportan proteína by-pass pueden combinarse con los bloques de melasa / urea, mejorando la relación proteína / energía para el animal y, por lo tanto, la performance. La fuente de proteína by-pass debe estar disponible localmente y sería ideal que proviniera de subproductos de las actividades que se llevan a cabo en el país (destilerías, procesamiento de pescado, etc.). Actualmente, la implementación de esta técnica es limitada por falta de evaluaciones de las fuentes potenciales de proteína by-pass, así como por la infraestructura, manufacturación y nivel de educación de los productores.
Defaunación: Consiste en la remoción de los protozoarios del rumen que consumen a otros microorganismos ruminales, mejorando, de esta forma, el aporte de proteína microbiana al animal. La defaunación sería aplicable, principalmente, a los animales en pastoreo, pero no es apta para animales que consumen dietas con elevado porcentaje de granos, altamente energéticas. Los agentes que producen defaunación no están aún disponibles en forma comercial.
Suplementos de proteína / minerales: La suplementación proteico – mineral podría utilizarse en situaciones específicas, para corregir deficiencias en la dieta. Esta técnica ha sido aplicada, principalmente, a animales en pastoreo, y ha mejorado satisfactoriamente la eficiencia reproductiva en vacas de cría. Sin embargo, el desconocimiento de las deficiencias críticas, junto con las situaciones de mercado y los precios, han limitado su implementación.
Bioingeniería de los microorganismos ruminales: En el largo plazo, por medio de la bioingeniería, podrían desarrollarse microbios que utilizaran más eficientemente el alimento, así como técnicas para suprimir la metanogénesis.

AGENTES MEJORADORES DE LA PRODUCCION

Ciertos agentes pueden actuar directamente para mejorar la productividad, reduciendo, como resultado, las emisiones de metano por unidad de producto.

Somatotrofina bovina: La somatotrofina bovina es una hormona de crecimiento producida naturalmente por la glándula pituitaria de los vacunos. Sin embargo, las técnicas de ADN recombinante, que se han desarrollado durante los últimos 15 años, permiten hoy sintetizar artificialmente grandes cantidades de ella. Las pruebas de desarrollo indican que esta hormona puede mejorar la productividad lechera en un 10 a 20% por lactancia. También es efectiva para aumentar la eficiencia alimentaria y reparticionar el crecimiento a favor del tejido muscular. El uso comercial de la somatotrofina bovina ha sido aprobado en varios países y aún se está considerando en otros.

Implantes de anabólicos esteroides: Los implantes son una técnica comercializada y probada en los sistemas de producción de carne, para mejorar la eficiencia alimentaria y la repartición del crecimiento. Sin embargo, estos agentes están prohibidos en la Comunidad Europea.

Otros agentes: Se están desarrollando otros agentes, que podrían estar disponibles en el corto a largo plazo.

MEJORAMIENTO GENETICO

Las características genéticas son factores limitantes de la producción, principalmente en los sistemas intensivos. El mejoramiento continuo del potencial genético aumentará la productividad y, por lo tanto, reducirá las emisiones de metano por unidad de producto.

Cruzamientos en países en desarrollo: La efectividad de esta técnica todavía es materia de discusión. Algunos afirman que las razas nativas se comportan mejor en sus ambientes naturales y que las características genéticas no son factores limitantes de la producción. La importancia de los factores genéticos aumenta a medida que mejora la nutrición.

Mejoramiento genético continuo en el ganado lechero: Se espera que las características genéticas del ganado lechero continúen mejorando en el futuro. Los principales países productores de leche tienen programas reproductivos adecuados. Se usan sistemas de registro detallados para llevar a cabo evaluaciones cuantitativas del potencial genético de vacas y toros. La técnicas de clonación y transplante embrionario, que se espera serán aplicadas en el mediano plazo, posibilitarán acelerar el mejoramiento en el potencial genético de los rodeos lecheros.

Manipulación transgénica: En el largo plazo, será posible transferir caracteres genéticos deseables entre especies. Esta es una técnica promisoria para mejorar la eficiencia de producción en rumiantes mayores.

MEJORAMIENTO REPRODUCTIVO

Grandes cantidades de rumiantes son mantenidos con el propósito de producir crías. Si la eficiencia reproductiva aumenta, las emisiones de metano por unidad de producto pueden reducirse significativamente. Las opciones nutricionales que se describieron anteriormente pueden mejorar la reproducción. Además, las medidas siguientes apuntan directamente al aspecto reproductivo.

Producción de mellizos: Actualmente, se están desarrollando técnicas para producir mellizos sanos, a partir del ganado vacuno. Con una adecuada nutrición de la madre y las crías, esta técnica puede reducir sustancialmente el número total de madres necesarias para producir terneros.

Transplante embrionario: Embriones producidos por superovulación de vacas genéticamente superiores pueden transferirse a vacas adoptivas, con mérito genético inferior. De esta forma, se libera a la vaca mejor del prolongado período de gestación, redireccionando la energía hacia una mayor cantidad de ovulaciones. Esta técnica tiene el potencial para mejorar la eficiencia reproductiva general.

Inseminación artificial y sincronización de celo: Estas son técnicas reconocidas para mejorar la eficiencia reproductiva. Su implementación está limitada a los sistemas intensivos, en los que es posible el contacto frecuente con las vacas.

MEJORA DE LA NUTRICION POR MEDIO DEL PROCESAMIENTO MECANICO Y QUIMICO DE LOS ALIMENTOS