INTRODUCCIÓN
La economía circular es un concepto económico que se interrelaciona con la sostenibilidad, y cuyo objetivo es que el valor de los productos, de los materiales y de los recursos (agua, energía, etc.) se mantenga en la economía durante el mayor tiempo posible y que se reduzca al mínimo la generación de residuos (economiacircular.org, s.f.).
El cambio climático se define como la modificación del clima mundial atribuida a las actividades humanas. Aunque siempre ha habido cambio climático, antes de la era industrial este era más lento, ya que en los últimos años se ha incrementado la quema de combustibles fósiles, para el desarrollo de las actividades humanas, lo que genera CO2, que es el más abundante gas de efecto invernadero - GEI.
Los GEI han venido engrosando la capa atmosférica que rodea la tierra y han evitado cada vez más la refuga de los rayos solares, que rebotan sobre la superficie terrestre y escapan de nuevo fuera de la atmósfera. La captación y acumulación de la radiación solar en la atmósfera ha aumentado la temperatura de la tierra en cerca de un grado centígrado, en los últimos 60 años.
Este cambio climático se ha venido manifestando con un aumento de la temperatura diaria, aunque otros parámetros climáticos también se están viendo alterados, como la precipitación, tanto en la distribución como en su intensidad a través del año.
En las zonas tropicales húmedas, la radiación solar incidente sobre la superficie del suelo también se reduce, debido al incremento de la nubosidad.
La suma de dichos cambios climáticos altera la fisiología y la fenología de los seres vivos, alterando su comportamiento natural, lo cual puede manifestarse, por ejemplo, con mayores variaciones interanuales en las cosechas de algunos árboles frutales o bien la menor radiación solar incidente sobre los pastos, lo que los hace crecer más lentamente, al limitar la fotosíntesis (Abarca, S. 2013).
Mientras 870 millones de personas pasan hambre en el mundo, la asombrosa cifra de 1.300 millones de toneladas de alimentos, que se desperdician anualmente, consume cuantiosos recursos naturales del planeta y genera la emisión a la atmósfera de 3.300 millones de toneladas de gases de efecto invernadero, según advierte un informe de la FAO, 2013.
“El vínculo entre el cambio climático y las lluvias extremas está claramente establecido” como lo señaló Westra, 2013. Con el calentamiento global, cercano a un grado centígrado, las lluvias ya aumentaron 15 % en las regiones tropicales y su cantidad e intensidad podrían incrementarse entre 30 y 60 % en las próximas décadas (Leahy, 2013).
Aunque resulte toda una conmoción, ya es demasiado tarde para impedir que se dupliquen las olas de calor para 2020 y que se cuadrupliquen para 2040, concluye el estudio publicado en la revista Environmental Research Letters, 2013. Si la temperatura del planeta aumenta entre dos a tres grados centígrados, como se prevé, las regiones tropicales de América Latina experimentarán inundaciones catastróficas con mayor regularidad. La que sería la temperatura más alta jamás registrada de manera confiable en la Tierra, (54,4 ° C), puede haberse alcanzado en el Parque Nacional Death Valley, en California, Estados Unidos, el 17 de Agosto del 2020. Se produce en medio de una ola de calor en la costa oeste de Estados Unidos, donde se prevé que las temperaturas aumenten aún más esta semana (Clarin, 17/VIII/2020). Esta se trata de la primera investigación en usar observaciones de 8326 estaciones meteorológicas de todo el mundo, para determinar que la intensidad de las lluvias extremas aumenta con mayores temperaturas (Leahy, 2013).
Hacer que árboles, pasturas y plantas terrestres y acuáticas sigan siendo parte del paisaje es extremadamente efectivo, tanto para limpiar como para retener el agua, además de reducir la sedimentación que obstruye las vías fluviales, lo cual a menudo empeora las inundaciones.
La naturaleza puede ofrecer la mejor solución para controlar el aumento de las inundaciones que se esperan en las zonas tropicales. Los bosques y los pantanos absorben las lluvias fuertes y enlentecen su liberación corriente abajo. Esto hará que en las zonas húmedas se tengan que recalcular las tasas de producción de biomasa de los forrajes, para poder modificar el periodo de descanso más apropiado de las pasturas, conservar forrajes para el período de llenas o temporal (noviembre a enero) y proporcionar albergue transitorio para los animales, contra el clima adverso.
En las zonas, tanto húmedas como secas, es clave la conservación de forrajes, en las formas de heno, henolaje, ensilaje, hornos forrajeros y forrajes amonificados, para suministrarlos a los animales entre los meses de octubre a mayo. Se deberá proporcionar sombra natural, preferiblemente, a los animales durante todo el año, para reducir la temperatura ambiental y proporcionarles así mayor bienestar.
Ante un crecimiento vertiginoso de la población, tanto humana como animal, por la globalización, las actividades del hombre, erupciones volcánicas, vendavales, sequías, incendios forestales, inundaciones, granizadas inusuales, inviernos cruentos, el efecto invernadero, el calentamiento global, el cambio climático, terremotos, tsunamis, lluvia ácida y radioactiva, aves migratorias, entre otras razones, son las causas para que exista una justificada preocupación a nivel mundial, continental, regional y local, tanto de las autoridades gubernamentales, como de la población en general, por lo que pueda ocurrir con la salud.
Estas y muchas otras causas están favoreciendo la globalización de enfermedades emergentes y reemergentes de alto riesgo para la salud humana y animal, de ahí que a nivel mundial se deba esperar lo inesperado: el cambio de conducta de las enfermedades y no debe olvidarse que el 60% de los patógenos humanos son transmitidos por animales
EL ENFRENTAMIENTO CONTRA EL CAMBIO CLIMÁTICO
Se recomienda realizarlo en tres formas:
1- La mitigación, se refiere a la reducción en la emisión y a la compensación de los gases de efecto invernadero – GEI.
2- La adaptación (resiliencia), permite hace ajustes en los Sistemas de Producción.
3- La gestión de pérdidas y de daños, o bien prever la vulnerabilidad de las regiones y sus fincas, ante eventos meteorológicos extremos.
La mitigación comprende desde el desarrollo de mecanismos de baja emisión, pasando por la reducción de la huella de carbono, que es la suma de la producción de los GEI en la vida de un producto, servicio o persona, hasta llegar a los procesos de carbono neutralidad, en los que, además de la reducción de emisiones, también se permite la compensación (captura y retención de CO2). El metano (CH4) es el segundo gas de efecto invernadero – GEI y representa el 14% de la emisión de GEI. El metano tiene 12 años de vida en la atmósfera, pero su potencial de calentamiento es 21 veces más alto que el del CO2. El trabajo dedicado desde el año 2012 por el Subcomité de Agricultura para la Iniciativa Global del Metano ha resultado en la reducción actual de emisiones de metano de 990.994 toneladas métricas de CO2 equivalente, a través del sector agrícola (con una eventual reducción potencial de emisiones de 2´211.575 toneladas métricas de CO2 equivalente).
El sector agropecuario, genera el 37% de los GEI en Costa Rica (Instituto Meteorológico Nacional, 2008), y es el único que puede compensar sus propias emisiones, aumentar su resiliencia o bien adaptarse al cambio climático, así como también reducir las pérdidas causados por los fenómenos climáticos extremos.
Dentro del sector agropecuario, la ganadería es el mayor emisor, debido a que la fermentación que ocurre en el tracto digestivo de los rumiantes produce metano (CH4). Además, en sistemas de ganadería intensiva la fertilización nitrogenada de las pasturas emite óxido nitroso (N2O), cuyo efecto de calentamiento global es 310 veces mayor que el del CO2. Sin embargo, los sistemas de producción de rumiantes, en general, son los que tienen el mayor potencial de reducir las emisiones de GEI. Esto se logra, gracias a que los forrajes con mayor digestibilidad natural aumentan la eficiencia y la utilización del nitrógeno en su fertilización, además de que se logra también la máxima captura y retención de carbono en los suelos y en algunos de los forrajes herbáceos, arbustivos, arbóreos, bambúes, palmas y plantas acuáticas, nativos e introducidos, al ocupar la ganadería bovina la mayor área de suelos abierta en América Tropical.
Con relación a la capacidad de mitigación y de compensación Costa Rica tiene bajo potencial, ya que el 54% del territorio nacional está actualmente cubierto por bosques (FONAFIFO, 2021), e internacionalmente se acepta que la compensación se debe iniciar en paralelo con la emisión. Esto implica qué si se piensa compensar mediante el cultivo de árboles, estos deberían sembrarse en forma escalonada. Además, debe quedar claro que solamente se deben cortar los árboles que ya no tengan potencial de crecimiento, puesto que solo aquellos que están creciendo activamente capturan carbono de la atmósfera, en cantidades importantes.
En el CUADRO 1 se observan las emisiones estimadas anuales, según la categoría animal y por el hato total, expresadas en kilogramos de metano (CH4) y de CO2 equivalente.
En el CUADRO 2, se listan algunas especies forestales con tasas reales de crecimiento, las cuales, dependiendo de la zona de establecimiento, tipo de suelo, y del mantenimiento recibidos, consiguen ser cosechadas cada 13 a 14 años.
EMISIÓN Y MITIGACIÓN DE LOS GASES DE EFECTO INVERNADERO – GEI
Comparando los CUADROS 1 y 2 se puede observar la cantidad de CO2 equivalente emitida en promedio por cada animal en un año y la cantidad de CO2 equivalente que es fijada en promedio por cada árbol, de cada género evaluado, sembrado anualmente.
Se puede decir qué si los ganaderos sembraran un (1) árbol/animal/año, los que al final de los 14 años de crecimiento logren un Diámetro de altura al pecho - DAP de 50 centímetros y 16 metros de altura libre, podrán compensar las emisiones de CO2, equivalentes que emite cada animal anualmente.
CUADRO 1. Emisiones estimadas por animal/año en metano (CH4) y en CO2* equivalente, en una lechería de 30 hectáreas y 100 cabezas bovinas.
Por ello, en la lechería del CUADRO 1 se deberían sembrar 92 árboles/año, para compensar la emisión de GEI, que genera este hato anualmente, por concepto de fermentación entérica. Adicionalmente, si la madera de los árboles que se cosechan se utiliza para la construcción de viviendas, muebles y otros enseres, esta seguirá almacenando el carbono capturado, mientras otros árboles, que sean sembrados en el mismo sitio de la cosecha, continuarán capturando más carbono ocioso de la atmósfera.
Se procede de igual forma para la compensación del fertilizante nitrogenado aplicado a los potreros (CUADRO 3). Partiendo del supuesto de que la finca posee un área efectiva de pastoreo de 30 hectáreas y aporta un 1% de volatilización a la atmósfera del nitrógeno aplicado, en la forma de Óxido Nitroso - N2O.
Se observa que aplicando 300 kg de nitrógeno/ha/año en cada una de las 30 hectáreas, se necesitarían fijar adicionalmente 28 toneladas de CO2 equivalente/año, lo cual sería compensado por la siembra adicional de 19 árboles/año (CUADRO 3).
CUADRO 2.
CUADRO 3. Compensación con árboles, de la fertilización nitrogenada en la emisión de N2O, convertido a CO2 equivalente.
Si se siembran todos los árboles requeridos para compensar, no solo la fermentación entérica, sino también las emisiones de la aplicación de 300 kg/ha/año de fertilizante nitrogenado, se llega a 111 árboles por año, por un período máximo de 13,6 años, lo cual equivale a la siembra total de 1510 árboles.
Si los árboles se siembran en bloque (bosque), sin otros usos, a 6m x 6m (equivalentes a 278 árboles/ha), se necesitaría sembrar 5,4 hectáreas en total. Si se siembran en un sistema silvopastoril, con árboles maderables, a una distancia de 10 m x 10 m (equivalentes a 100 árboles/ha), en surcos dirigidos de oriente a occidente, sobre el recorrido del sol, en bloque, pero en forma escalonada, el área total destinada a la compensación es equivalente a 15,1 hectáreas, pero si se siembran como prácticas agroforestales, se pueden sembrar árboles maderables como cercas vivas, a 5 o a 2,5 metros de distancia entre cada uno de ellos, en tal caso se requerirían 7,6 o 3,8 kilómetros de perímetro.
FIGURA 1. FUENTE: Molina, C.H. 2012.
FIGURA 2. FUENTE: Molina, C.H. 2012.
FIGURA 3. FUENTE: Molina, C.H. 2012.
PRODUCCIÓN DE CARNE COMPARADA ENTRE UNA PASTURA NATIVA O INTRODUCIDA Y UN SISTEMA SILVOPASTORIL NORMAL - SSP O UN SISTEMA SILVOPASTORIL INTENSIVO – SSPi, EN EL TRÓPICO
Como se consigna en las FIGURAS 1, 2 y 3, las pasturas de gramíneas puras degradadas y mejoradas son emisoras netas de 3153 y de 3259 kg de CO2 equivalente/ha/año, producen 78 y 342 kg de carne/ha/año, con cargas animales de 0,85 y 2,3 U.A./ha/año respectivamente.
Los SSP tienen un balance positivo de captación de 8800 y los SSPi de 26565 kg de CO2 equivalente/ha/año, al estar asociados con árboles forrajeros, maderables, etc. y enriquecidos con 10.000 arbustos/hectárea de Leucaena leucocephala. Ambos con una carga de 3 U.A./ha/año producen 712 kg de carne/ha/año, equivalentes a una ganancia de 650 gramos/animal/día.
PRODUCCIÓN DE BIOMASA Y SU CALIDAD EN LOS SISTEMAS SILVOPASTORILES
En el CUADRO 4 se documenta la producción de biomasa y su calidad forrajera comparada entre dos tipos de pastura evaluados, una pastura de gramínea pura Cynodon nlemfuensis, sin árboles, y fertilizada con 400 kg/ha/año de urea, y una silvopastura con 35 árboles/hectárea y enriquecida con la siembra del arbusto Leucaena sp (10.000 arbustos/ha) y sin fertilización nitrogenada.
La producción de biomasa forrajera fue mayor en 6,3 toneladas/ha/año, la cantidad de proteína se incrementó en 1,6 toneladas/ha/año, el contenido de energía metabolizable fue mayor en 13346 kg/ha/año, y los contenidos de Calcio y de Fósforo fueron mayores en 59,1 y 14,8 kg/ha/año respectivamente, siempre a favor de la silvopastura enriquecida con Leucaena (CUADRO 4).
Si se establece una silvopastura asociada de gramíneas con hierbas, arbustos y árboles leguminosos, no leguminosos y palmas, se eliminaría la necesidad de aplicar fertilización nitrogenada (CUADRO 4). La alta calidad nutritiva de los forrajes consumidos por las vacas en producción de leche en pastoreo en los Sistemas Silvopastoriles Intensivos se consigna en la FIGURA 4.
CUADRO 4.
FIGURA 4.
PARÁMETROS PRODUCTIVOS, REPRODUCTIVOS Y DE CALIDAD DE LECHE EN UN SISTEMA SILVOPASTORIL INTENSIVO – SSPi
La producción de leche aumentó en un 126 % en las silvopasturas enriquecidas con Leucaena, desde el inicio del año 1996 (desde 7.436 lt/ha/año) hasta terminar el año 2001 (con 16.798 lt/ha/año), durante los seis años, en los que se enriquecieron las silvopasturas, mediante la introducción de la Leucaena.
A partir del año 2001 y hasta el año 2011 (durante los últimos 11 años) la producción promedio de leche se ha mantenido estable en un promedio de 16.285 lt/ha/año, equivalentes a un incremento promedio del 119 %, comparando con el año inicial 1996 (FIGURA 5). Los parámetros productivos y reproductivos sin suplementación de concentrado comercial (CUADRO 5) han sido altos y estables: 3030±997 litros de leche/vaca/lactancia, con una alta calidad, pues su contenido de grasa ha sido del 3,8% y su contenido de proteína del 3,2% y con 12,8±2,1 meses de intervalo entre partos, equivalente a una natalidad del 94% en 250 vacas en ordeño/año de la Raza Lucerna (Trihíbrido entre Holstein Friesian X Milking Shorthorn X Criollo Hartón del Valle). El riego anual se suspendíó desde el año 2005.
FIGURA 5. FUENTE: Molina, C.H. 2012.
CAMBIOS OCURRIDOS EN EL CONTENIDO DE LA MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO, COMPARANDO ENTRE UN BOSQUE PRIMARIO NATIVO Y POTREROS Y ENTRE EL SUELO Y EL DOSEL EN SISTEMAS SILVOPASTORILES INTENSIVOS, CON DIFERENTES RANGOS DE EDADES DE ESTABLECIMIENTO, A PARTIR DE LOS MISMOS POTREROS
En comparación con el bosque primario nativo, existente en la misma finca, que posee el mayor contenido de materia orgánica en el suelo (4,27%), los potreros hasta 1994 tenían un contenido de materia orgánica del 2,91%, la cual se había reducido en un 31,85% con respecto al bosque.
Sin embargo, en los Sistemas Silvopastoriles Intensivos se ha venido recuperando de nuevo el contenido de materia orgánica en el suelo a medida que transcurren los años, acercándose cada vez más a su contenido en el suelo del bosque nativo. (FIGURA 6).
FIGURA 6. FUENTE: Molina, C.H. 2012.
FIGURA 7. FUENTE: Molina, C.H. 2012.
CAMBIOS OCURRIDOS EN EL CONTENIDO DE FÓSFORO EN EL SUELO (medido con el extractante Bray II), COMPARANDO ENTRE EL BOSQUE PRIMARIO NATIVO Y POTREROS Y ENTRE EL SUELO Y EL DOSEL EN SISTEMAS SILVOPASTORILES INTENSIVOS CON DIFERENTES RANGOS DE EDADES DE ESTABLECIMIENTO, A PARTIR DE LOS MISMOS POTREROS
Con relación al contenido de fósforo en el suelo, comparando el Bosque primario nativo con los Potreros, este es muy similar (25,5 ppm VS 30 ppm) y en ambos suelos no existe deficiencia de fósforo. En el caso de los Sistemas Silvopastoriles Intensivos que llevan menos de cinco años de establecidos, estos contienen el mismo nivel de fósforo (30, 45 ppm) que en el suelo del Bosque y los Potreros. En el rango de entre 5 a 10 años de establecidos subió a 90,3 ppm de fósforo y en los SSPi con más de 10 años de establecidos subió a 168,8 ppm de fósforo en el suelo. En contraste, el contenido de fósforo en el dosel fue menor a través del mayor número de años de establecimiento, aunque continúa siendo muy alto en los SSPi con más de 10 años de establecimiento (164 ppm de fósforo), como se observa en la FIGURA 7.
A partir del año 2005, se pudo reducir el contenido de fósforo del 12 al 4% en la sal mineralizada que consumen los animales del hato, sin comprometer la alta eficiencia en los parámetros productivos y reproductivos (CUADRO 6), y reducir significativamente los costos por concepto de suplementación mineral (CUADRO 7).
Esto es importante dado que actualmente, después del petróleo, el fósforo es el segundo de los productos más escaso a nivel mundial (Botero, 2012).
BIODIVERSIDAD FUNCIONAL
Ante la no aplicación de herbicidas, fungicidas e insecticidas durante los últimos 20 años, se ha logrado una alta biodiversidad funcional, que ha permitido el control biológico de plagas y enfermedades y se han reducido sensiblemente los costos que conlleva su aplicación y el daño ecológico que ellos ocasionan (FIGURAS 8; 9 y 10).
FIGURA 8. FUENTE: Molina, C.H. 2012.
FIGURA 9. FUENTE: Molina, C.H. 2012.
FIGURA 10. FUENTE: Molina, C.H. 2012.
BIENESTAR ANIMAL
La temperatura ambiental se puede reducir sensiblemente por efecto de la sombra de los árboles y este efecto es más marcado durante la época seca en el trópico (FIGURA 11).
Una reducción marcada de la temperatura ambiental (-14ºC) permite producir con animales en pastoreo de razas europeas especializadas en producción de leche y de carne de mayor calidad en el trópico.
FIGURA 11. FUENTE: Molina, C.H. 2012.
Otra opción, con relación al aprovechamiento de los arbustos y árboles, con todo tipo de aptitud productiva, existentes en un Sistema Silvopastoril, consiste en hacer podas escalonadas, raleos, entresacas o la cosecha paulatina sobre dichos árboles (FIGURA 12), ya sea para utilización propia o para venta de madera y/o de leña; también para elaborar carbón vegetal de alta calidad energética (FIGURA 13 y CUADROS 8, 9 y 10), o para la gasificación de la biomasa vegetal, mediante la utilización de una desbrozadora para moler y reducir la madera a la forma de aserrín (FIGURA 13).
Se introduce entonces el aserrín dentro de un gasificador de biomasa y se consume mediante pirólisis incompleta (en ausencia casi total de oxígeno), para la producción de alquitrán, biocarbono y gas de síntesis (FIGURAS 13 y 14).
En la producción de gas de síntesis, a partir de biomasa, con 0,5 kg de carbón de algarrobo se genera el equivalente a 1 kw/hora de energía y con 3,5 kg de carbón se generan 7 kw/hora de energía, que son suficientes para abastecer diariamente la energía eléctrica que consume una familia de 8 personas.
FIGURA 12. Utilización en pastoreo y poda, raleo y entresaca de los árboles forrajeros y cosecha de árboles maderables establecidos por regeneración natural y por enriquecimiento. FUENTE: Raúl Botero Botero, 2014.
FIGURA 13. Pila para la elaboración de carbón vegetal, picado de la madera rameal para convertirla en aserrín y gasificador de la biomasa, para la elaboración de alquitrán, biocarbono y para la producción de gas de síntesis. FUENTE: Raúl Botero Botero, 2014.
CUADRO 8. Producción de carbón vegetal con base en árboles forrajeros de un sistema silvopastoril.
CUADRO 9. Caracterización térmica de la biomasa. Análisis Elemental.
CUADRO 10. Caracterización térmica de la biomasa. Análisis Proximal.
Capítulo del libro Manejo y alimentación de vacunos y de búfalos con forrajes tropicales de Raúl Botero Botero MVZ, MSc. Para ver todos los capítulos ingresar al perfil del autor.
