1. Introducción
El metano (CH4), al igual que otros gases como el dióxido de carbono (CO2) y el óxido nitroso (N2O), que se han ido incrementando en la atmósfera, son responsables del efecto invernadero que deriva en el calentamiento global y el cambio climático (IPCC, 2006).
Estos gases provienen de diversas fuentes y de sectores tan disímiles como el de energía, residuos y, agricultura (MINAE, 2021). Todos son fuentes de ellos, pero difieren en la magnitud de la emisión.
En el caso específico del metano, si bien la ganadería es señalada como uno de los principales responsables del aumento atmosférico de este gas, lo cierto es que efectivamente, es una fuente importante, pero también es cierto que existe mucha incertidumbre en la estimación de la emisión de metano proveniente de la fermentación entérica, lo cual ha sido muy bien señalado por Chang et al. (2019). Ello se refleja en los datos que se reportan en cuanto a lo que el metano representa en términos de la emisión mundial, los cuales van desde 16 y hasta 32 % (Grainger et al., 2007; Herrero et al., 2011; Scheehle y Kruger, 2006).
En términos absolutos, la emisión de metano entérico de los bovinos ha sido estimada, dependiendo del año en que se realizara y la metodología utilizada, en un rango desde 60.9 Tg año-1 (Herrero et al., 2013) hasta 119.5 Tg año-1 (Wolf et al., 2017). Los datos muestran gran variabilidad y queda claro que se deben hacer los esfuerzos necesarios para reducir no solo la incertidumbre existente en la contabilidad de esta fuente, sino también para conocer la magnitud real de la emisión.
De acuerdo con Chang et al. (2019), la emisión global de metano entérico pasó de 48.5 Tg año-1 en 1961, a 99.0 Tg año-1 en el 2012, siendo los incrementos de este gas principalmente, provenientes del sur y este de Asia (19.9 Tg), Latinoamérica y el Caribe (13.8 Tg), y el subsahara africano (8.4 Tg). Sin embargo, en el período de 1990 al 2012, la emisión de metano ruminal disminuyó en Europa (31 %) y en Rusia (54 %), lo cual hace que la emisión del 2012 fuera inferior a la estimada en 1961 (Chang et al., 2019).
Es importante mencionar que existe gran variabilidad interanual en la concentración de metano en la atmósfera. Ello parece estar ligado tanto al efecto que causa la temperatura en los humedales, como a la variación en la quema de biomasa (IPCC, 2018), dos fuentes que también contribuyen al incremento del metano atmosférico.
Con respecto a la ganadería bovina en Costa Rica, esta empezó a desarrollarse en el siglo XIX (Quirós, 2006), reportándose 345 665 cabezas en 1891, hasta alcanzar aproximadamente 1 426 127 cabezas en el 2020 (INEC, 2021). Este incremento poblacional ha contribuido con la emisión de metano que se libera al ambiente, y gracias al Inventario Nacional de Gases con Efecto Invernadero que periódicamente realiza el Ministerio de Ambiente y Energía (MINAE), se ha podido estimar la emisión de este gas que proviene del hato nacional.
De acuerdo con el más reciente inventario de gases con efecto invernadero, el cual se realizó para el 2017 (MINAE, 2021), la emisión de metano entérico de los bovinos fue de 85 Gg, y representó el 15 % del total nacional cuando se expresa en equivalentes de CO2. Este metano originado por la digestión de los bovinos, al igual que el proveniente de cualquier otra fuente, no se almacena indefinidamente en la atmósfera. Este gas tiene un rango de vida de 10 a 15 años, con una vida media de 12.4 años (Myhre et al., 2013). El principal mecanismo de eliminación de metano de la atmósfera es mediante la reacción con el radical hidroxilo, lo cual reduce el metano a CO2 y agua. De esta forma el dióxido de carbono está nuevamente disponible para ser fijado en la biomasa vegetal, completándose de esta forma el ciclo del carbono.
En consecuencia, si el metano dura un tiempo tan corto en la atmósfera y además es parte activa del ciclo de carbono, ¿cuál es la situación del hato bovino en términos de su contribución al incremento atmosférico de este gas? Para contestar esta pregunta, se realizó la presente investigación con el objetivo de describir la tendencia histórica de la emisión de metano entérico del hato bovino nacional, y mostrar el cambio neto de este gas en la atmósfera, producto de la actividad bovina en Costa Rica.
2. Metodología
Para cuantificar el metano entérico del hato bovino nacional durante el período de desarrollo de la actividad ganadera, se requirió en primera instancia disponer de información estadística de la población bovina nacional. Para ello, se consultó un documento publicado por la Corporación Ganadera Nacional-CORFOGA (Quirós 2006), así como datos del censo agropecuario de 1984 (MEIC, 1984), censo ganadero del 2000 (CORFOGA, 2001), la encuesta ganadera realizada en el 2012 (CORFOGA, 2013), el censo agropecuario del 2014 (INEC, 2015), y datos de población bovina de los últimos años (INEC, 2019, 2020).
También, se desarrolló un modelo de simulación de la dinámica poblacional para estimar el número de bovinos para los años en los cuales no existe información estadística del hato bovino nacional. En este modelo se introdujeron los datos de importaciones en pie, así como también los de extracción y que son reportados por el Consejo Nacional de Producción (CNP, 2021).
En nuestro país existen tres sistemas de producción claramente definidos: carne/cría, doble propósito y lechería especializada. Con respecto a los datos estadísticos por sistema de producción, los mismos solo se encuentran disponibles a partir de 1988, razón por la cual es a partir de ese año cuando se incluye en la sección de resultados información desglosada para cada uno de los sistemas productivos mencionados.
Una vez estimada la información poblacional faltante con el modelo de simulación de la dinámica poblacional bovina, la segunda labor que se realizó fue la de estimar la emisión de metano entérico. Para ello, se utilizaron las fórmulas que sugiere el capítulo 10 de las Directrices revisadas del 2006, del Grupo Intergubernamental de Expertos en Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés), las cuales fueron publicadas en el 2019, mismas que se utilizan para realizar el Inventario Nacional de Gases con Efecto Invernadero que Costa Rica realiza periódicamente y presenta a la Convención Marco de las Naciones Unidad para el Cambio Climático (CMNUCC).
Para estimar el metano que se acumula en la atmósfera se consideró la vida media de esta molécula, la cual tiene un rango de 10 a 15 años (Reisinger et al., 2021), por lo que se decide hacer la estimación con el valor promedio de 12.5 años. Esto implica que la emisión de metano entérico que se produce en un año estará presente en la atmósfera durante los siguientes 12.5 años, momento a partir del cual desaparece de esta al desintegrarse en CO2 y H2O.
Basado en lo anterior, se procedió a sumar la cantidad de metano emitido durante el período de vida media del metano, de manera que cada treceavo año se eliminó el metano contabilizado en el año 1, y así sucesivamente, se procedió con toda la información disponible. Con la información recopilada y generada se confeccionaron figuras para mostrar las tendencias del sector en la temática analizada.
3. Resultados
3.1 Población bovina
La población bovina nacional desde sus inicios ha mostrado diferentes etapas bien definidas. La primera fue muy estable donde el hato nacional fue relativamente pequeño (Figura 1), y sentó las bases de conocimiento y experiencia requeridos para su posterior desarrollo. En esta etapa se dio la importación de animales como una forma de incrementar el hato nacional para suplir la demanda de carne requerida para consumo interno (Quirós, 2006).
La segunda etapa inició aproximadamente en 1940, donde a excepción de la disminución reportada en 1955, la tendencia fue clara y definida al incremento del hato bovino, alcanzando la máxima población histórica entre 1973 y 1988 (Figura 1). Durante ese período no existe información estadística de la población bovina, y, en consecuencia, si bien el máximo valor mostrado es el de 1982, existe la posibilidad que el hato bovino alcanzara su máximo antes o después del año referenciado.
Figura 1. Comportamiento histórico del hato bovino nacional.
A partir de ese momento, se inicia una etapa de reducción del hato bovino (SEPSA 1990, CORFOGA 2001), situación que perdura hasta el 2000. En esta fase el hato se reduce aproximadamente en un millón de cabezas, y libera más de un millón de hectáreas de terreno que son dedicadas a otras actividades agrícolas, urbanísticas y una parte significativa se convierte en crecimiento secundario y plantaciones forestales.
Luego de esa disminución, y a partir del 2000 se presenta una etapa la cual ha mostrado mayor estabilidad, con la reducción observada a inicios de la segunda década del presente siglo. Esta variabilidad se nota más claramente cuando se observa el comportamiento según sistema de producción, siendo el sistema de carne-cría donde se ha presentado la mayor variación poblacional en los últimos años (Figura 1), aunque también, los otros dos sistemas de producción mostraron variaciones importantes, pero en sentido opuesto al observado en el sistema de carne-cría.
Es importante mencionar que, pese a la reducción del hato bovino, esta actividad se ha mantenido produciendo, contribuyendo no solo con la seguridad alimentaria, sino también con la estabilidad y, el desarrollo social y económico del país. También de mucha relevancia es el hecho de que durante los últimos 30 años se ha mejorado mucho la eficiencia productiva de los sistemas de producción ganaderos. En el caso concreto de los sistemas de producción de leche, en términos promedio la emisión de metano pasó de 67.2 g l-1 a 23.1 g l-1, lo cual es una muestra clara del mejoramiento observado en el manejo y la genética de este sistema de producción (Abarca, 2022). La producción de carne, tal como lo muestran los datos de la Secretaría Ejecutiva de Planificación Sectorial Agropecuaria (SEPSA, 2022), también se ha venido incrementado en el tiempo a pesar de la reducción del hato.
De acuerdo con la información disponible, la mayor cantidad de bovinos se ubican en el sistema de producción de carne-cría, siendo el sector lechero que presenta la menor cantidad de cabezas; en un nivel intermedio se ubica el sistema de doble propósito (Figura 1).
3.2 Emisión de metano entérico
La emisión de metano entérico del hato bovino se muestra en la Figura 2. Debido a que se utilizaron los mismos factores de emisión para toda la serie histórica, el comportamiento de la emisión de metano sigue la misma tendencia de la población, tal y como se presentó en la figura anterior.
El valor máximo alcanzado fue de 135 811 t de CH4 en 1982, mientras que el promedio de los últimos 20 años fue de 84 118 t, es decir 38 % menos que el estimado para el año en mención. Si la comparación de la emisión de metano se realiza con respecto a la estimada para el 2020, la reducción sería del 60 %.
Figura 2. Comportamiento histórico de la emisión de metano entérico del hato bovino nacional.
En lo que respecto a la emisión de metano entérico en cada sistema de producción, las estimaciones se presentan en la Figura 3, la cual muestra que la observada en el sistema carne-cría descendió desde 1988 y hasta el 2014 como resultado de la reducción poblacional (Figura 1), año a partir del cual se incrementa la emisión por el aumento de la población bovina de carne. Los otros dos sistemas mostraron un comportamiento similar entre sí, con un leve incremento en la década del 2000 sin embargo, de manera global, la tendencia es a la baja.
En general, la tendencia observada en los sistemas de producción muestra reducciones de 60, 70 y 67 % en la emisión de metano de 1988 al 2020, para los sistemas de producción de carne, leche y, doble propósito, respectivamente (Figura 3).
La reducción porcentual estimada de la emisión de metano entérico para el sistema de carne-cría es menor que para los otros dos sistemas de producción debido a que a partir del 2013 este sistema experimentó un incremento poblacional significativo, algo que no se presentó en el sistema de lechería especializada o de doble propósito (Figura 1), aunque si mostraron aumento y disminución del número de cabezas en el tiempo.
En términos reales, para ese mismo lapso, esta reducción representa la no emisión promedio anual de 1 082, 250 y 148 t de metano respectivamente para cada uno de los sistemas de producción, carne, leche y doble propósito.
Figura 3. Comportamiento histórico de la emisión de metano entérico según sistema de producción.
Sin embargo, se debe tener en cuenta que el metano no se acumula por siempre en la atmósfera. Este gas tiene una vida media de 12.5 años, razón por la cual se requiere hacer un análisis adicional para mostrar la relación entre la emisión de este gas y su concentración en la atmósfera, referido específicamente, al generado por la fermentación entérica de los bovinos costarricenses.
3.3 Contribución del metano entérico de la ganadería costarricense a la atmósfera
La dinámica de la población bovina nacional ha ido de la mano con el desarrollo del sector agropecuario y las condiciones de mercado relacionada con la demanda de sus productos (carne y leche), y en los últimos años la actividad ganadera se ha ido adecuando a las nuevas exigencias ambientales ligadas al cambio climático que modulan la comercialización de los productos agropecuarios.
El desarrollo y la implementación de la NAMA ganadería, así como de la Estrategia de Ganadería Baja en Carbono han contribuido en los últimos años no solo a apoyar a los ganaderos nacionales, sino también a mejorar la eficiencia productiva de este tan importante sector al mismo tiempo que se generan alternativas para lograr la mitigación del metano entérico producido por los bovinos.
Es por ello que, al estimar la cantidad del metano generado por la digestión entérica de los bovinos en Costa Rica y liberado al ambiente, también hay que considerar la vida media de esta molécula (12.5 años), la cual es relativamente corta (Myhre et al., 2013). Esto quiere decir que el metano que se libera hoy ya no estará en la atmósfera en el año 13, ya que para ese momento ha sido oxidado a CO2 y H2O, y el CO2 estará disponible nuevamente para ser capturado y formar biomasa vegetal.
De acuerdo con este enfoque, el metano entérico del hato bovino nacional acumulado en la atmósfera se incrementó desde 1940 y hasta 1990 (Figura 4), lo cual es el resultado del aumento poblacional en el hato bovino nacional (Figura 1). Sin embargo, luego de 1990, se reduce significativamente, el metano atmosférico proveniente de la actividad entérica de los bovinos de Costa Rica, situación decreciente que se mantuvo hasta el 2006 (Figura 4) como resultado de la reducción del hato nacional (Figura 1).
Figura 4. Acúmulo en la atmósfera del metano entérico proveniente del hato bovino nacional.
Interesante notar que a partir del 2006, se estabiliza la concentración atmosférica de este gas proveniente de la digestión entérica del hato bovino nacional y no hay cambio neto significativo (Figura 4) como resultado de la poca variación de la población bovina (Figura 1) y en consecuencia de la emisión de metano (Figura 2).
Esto es importante debido a que, si bien existe la emisión de metano entérico de los bovinos, la misma no está contribuyendo a incrementar la concentración atmosférica de este gas al estar en los últimos años la emisión de metano en una condición relativamente estable (Figuras 2 y 4) (MINAE, 2021).
Al analizar los últimos 20 años del cambio en la cantidad de metano en la atmósfera, como resultado de la fermentación entérica por sistema de producción bovina de nuestro país (no se incluyen más años debido a que no se dispone de la información estadística requerida para poder hacer la estimación correspondiente), se nota como el sistema de carne-cría es el que ha contribuido notablemente de manera importante, ya que el incremento neto resultado de su actividad es negativa, es decir presenta valores decrecientes (Figura 5).
Figura 5. Acúmulo en la atmósfera del metano entérico proveniente de los diferentes sistemas de producción bovina.
En términos absolutos, la reducción promedio anual observada en la atmósfera por la no emisión de metano entérico del sistema de producción carne-cría costarricense (Figura 5) fue de 16 779 t año-1, o lo que es lo mismo, en la atmósfera se ha disminuido el metano en esa cantidad cada año.
Los otros dos sistemas de producción bovina contribuyeron al incremento de la cantidad de metano acumulado en la atmósfera, con un promedio anual de 2 722 y de 2 971 t en doble propósito y leche respectivamente (Figura 5). Sin embargo, el balance general del aporte al metano atmosférico de la ganadería de Costa Rica es negativo dado que durante este período (2000-2020), se ha presentado un cambio de -11 087 t de metano por año (Figura 4); es decir, esa es la cantidad en que ha disminuido el metano atmosférico considerando el gas formado durante la fermentación entérica de los bovinos del hato nacional. En consecuencia, la ganadería de Costa Rica, al menos en los últimos 30 años de su historia no ha estado contribuyendo con el incremento del metano atmosférico.
4. Conclusiones
El ganado bovino costarricense ha contribuido, y continúa contribuyendo, con la emisión de metano. De hecho, ha existido un incremento atmosférico de este gas cuando se compara la emisión del hato bovino nacional de 1890 con la del 2020. Sin embargo, la ganadería bovina nacional en los últimos 30 años no ha contribuido al aumento de la concentración atmosférica de metano básicamente, porque la reducción de la población bovina de Costa Rica observada en la década del 90, y particularmente, la posterior estabilidad de esta a partir del 2000, ha mantenido relativamente estable el aporte de metano a la atmósfera en los últimos años.
A pesar de lo anterior, es indispensable continuar con el desarrollo de opciones de mitigación que contribuyan, no solo a reducir la emisión de metano entérico, sino también a lograr sistemas de producción bovina más eficientes y rentables.
5. Ética y conflicto de intereses
“Las personas autoras declaran que han cumplido totalmente con todos los requisitos éticos y legales pertinentes, tanto durante el estudio como en la producción del manuscrito; que no hay conflictos de intereses de ningún tipo; que todas las fuentes financieras se mencionan completa y claramente en la sección de agradecimientos; y que están totalmente de acuerdo con la versión final editada del artículo.”
6. Agradecimientos
Se agradece a la revista y a las personas revisoras anónimas por las observaciones realizadas, las cuales enriquecieron la versión final del artículo.
