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Calentamiento global

Un cañamelar más limpio

Las emisiones del peor gas causante del efecto invernadero que salen de la caña de azúcar son menores de lo que se calculaba

060-062_Canavial_199-1Foto: Léo Ramos / Infográfico: Ana Paula CamposLas emisiones directas de gases causantes de efecto invernadero en las plantaciones de caña de azúcar son muy inferiores a las estimadas en la literatura científica internacional. Éste es el principal resultado de un estudio de campo levado a cabo por un grupo de científicos de diferentes universidades y centros de investigación nacionales en cañamelares paulistas. El objetivo de dicho trabajo, que se publicó en el periódico Global Change Biology Bioenergy, fue la emisión de óxido nitroso (N2O), considerado como el más nocivo gas de efecto invernadero, casi 300 veces más perjudicial para el medio ambiente que el dióxido de carbono (CO2) y de gran persistencia en la atmósfera. La fuente de generación de óxido nitroso en los cañamelares son los fertilizantes nitrogenados que utilizan los agricultores para que la planta crezca. Los resultados obtenidos por los investigadores son importantes porque, en el caso de que las emisiones de óxido nitroso fuesen muy elevadas, se cuestionarían los beneficios ambientales del etanol elaborado a partir de la caña. Brasil es el mayor productor mundial de esa planta, con un volumen anual de 596 millones de toneladas.

“El objetivo de nuestro trabajo se trazó en función de una publicación de 2008 del científico holandés Paul Crutzen, premio Nobel de Química en 1995, en la que afirma que los factores de emisión de óxido nitroso en los cultivos destinados a la producción de biocombustibles serían superiores a un 3%, pudiendo alcanzar un 5%, afectando directamente el clima del planeta”, dice la ingeniera agrónoma Janaína Braga do Carmo, coordinadora de la investigación y docente del Departamento de Ciencias Ambientales de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), en Sorocaba, interior paulista. Otro pronóstico, emitido por expertos del Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC, según su sigla en inglés), señalaba un factor de emisión más bajo, del orden del 1%.

“Nuestro estudio fue el primero que se realizó a partir de mediciones en campo, no amparado en modelos matemáticos o estimaciones indirectas, y demostró que las emisiones de óxido nitroso en los cañaverales paulistas están más próximas a los cálculos del IPCC, es decir, en un nivel bastante inferior al pronosticado por Crutzen”, dice Braga, destacando que el estudio del premio Nobel no se refería tan sólo al etanol que se produce en Brasil, sino a un enfoque global de la producción mundial del combustible, incluyendo al etanol de maíz y otros cultivos. El factor de emisión es una medida que expresa el porcentaje de nitrógeno emitido hacia la atmósfera bajo la forma de óxido nitroso en relación con la cantidad de nitrógeno agregado al suelo por medio de fertilizantes nitrogenados. El óxido nitroso es liberado en el aire por los microorganismos presentes en el suelo mediante dos procesos a los que se conoce como nitrificación y desnitrificación.

La investigación reveló que el factor de emisión en las plantaciones que solamente recibieron fertilizantes nitrogenados es del 0,68%, es decir, que por cada 100 kilogramos de nitrógeno que se utilizan para abonar los cultivos, 680 gramos se transforman en óxido nitroso y se “vuelcan” a la atmósfera. Pero ese valor crece hasta un 3% en las áreas donde también se utiliza vinaza como fertilizante y se acumulan grandes cantidades de paja en el suelo luego de la cosecha. La vinaza, un residuo de la producción sucroalcoholera, es muy empleada como fertilizante en los cañamelares, dados sus altos tenores de potasio, mientras que la paja forma una capa protectora que reduce la erosión y la pérdida de agua en el suelo. “Nuestro estudio revela que necesitamos desarrollar métodos de manejo para disminuir las emisiones asociadas con el uso de la vinaza y la paja”, dice Braga do Carmo.

060-062_Canavial_199-2Ana Paula CamposUn tratamiento diferente
El trabajo coordinado por Braga integra el Programa FAPESP de Investigaciones en Bioenergía (Bioen) y contó con la participación de investigadores de la Universidad de Maryland, Estados Unidos, del Instituto Agronómico (IAC), del Centro de Tecnología Cañera (CTC), del Centro de Energía Nuclear en la Agricultura de la Universidad Federal Rural de Pernambuco (UFRPE) y de la Agencia Paulista de Tecnología.

En total, los investigadores contabilizaron las emisiones de gases con efecto invernadero para ocho diferentes formas de tratamiento de los cañaverales, cada uno con un tipo de abono diferente. En el municipio de Jaiú, ubicado a 300 kilómetros de la capital, los experimentos se realizaron en plantaciones de caña planta, el nombre dado a la primera zafra del plantío cuando se realiza la preparación del suelo para la apertura de los surcos donde se colocarán los colmos, un tipo de tallos de caña. En la caña planta, normalmente, el agricultor agrega 60 kilogramos de nitrógeno, en forma de urea, por hectárea. En Piracicaba, a 165 kilómetros de São Paulo, el objetivo fueron los cultivos de caña soca –la fase posterior al primer corte de la planta–, cuando no se necesita preparar el suelo y se aplican entre 100 y 150  kilogramos de fertilizante nitrogenado por hectárea, normalmente sulfato de amonio o nitrato de amonio. En Jaiú, además de la urea, los sembrados recibieron vinaza, torta de filtro –un residuo de la industria cañera compuesto por bagazo molido y lodo– o ambos, simultáneamente; en Piracicaba se estudió el efecto de la paja en el suelo. Los cuatro tratamientos que se estudiaron en ese municipio recibieron cantidades diferentes de paja, con 0, 7, 14 y 21 toneladas por hectárea y, por cada uno, se constató el nivel de emisión con y sin aplicación de vinaza.

“Nuestros cálculos indican que el valor más alto del factor de emisión de N2O entre todos los experimentos y tratamientos (un 3,03%) se detectó en los cultivos de caña soca (Piracicaba) tratada con vinaza y conteniendo mayor cantidad de paja en la superficie del suelo, esto es, 21 toneladas por hectárea”, según marca el estudio. “En el caso de la caña planta, los tratamientos con vinaza con agregado de fertilizante sintético registraron el factor de emisión más elevado (un 2,65%). Sin aporte de vinaza, el valor cae a un 1,1%”. El menor factor de emisión, de un 0,68%, se detectó en el experimento con caña soca, cuando no se utiliza paja, ni vinaza, ni torta de filtro y se la abona solamente con el fertilizante nitrogenado. “Nuestro trabajo reveló que, mediante ese tipo de tratamiento, las emisiones de óxido nitroso son pequeñas. Si las estimaciones previstas en la literatura fueran ciertas, el daño ambiental provocado por el óxido nitroso no sería compensado por el consumo de carbono causado por la fotosíntesis ni por la elevada eficiencia de la caña”, dice Braga. Más allá de evaluar el factor de emisión de N2O, los investigadores también calcularon las emisiones totales de tres de los principales gases de efecto invernadero: óxido nitroso, dióxido de carbono y metano. Para comparar el efecto de esas emisiones entre cada experimento y los diversos tratamientos, ellos convirtieron las emisiones de esos tres gases en equivalentes de CO2, que es una medida que se utiliza para cotejar las emisiones de varios gases con efecto invernadero que se basa en el potencial de calentamiento global de cada uno, siendo el del óxido nitroso, por ejemplo, 296 veces mayor que el del dióxido de carbono. El CO2 equivalente de una determinada fuente emisora, por lo tanto, es el resultado de la multiplicación de las toneladas de gases con efecto invernadero emitidas (GEE).

En las dos plantaciones, caña planta y caña soca, los valores más altos de CO2 equivalente se asociaron al uso de vinaza. En el caso de la caña planta, los niveles críticos de emisión de CO2 equivalente (1.380 kilogramos por hectárea anuales) se alcanzaron cuando se utilizó urea, torta de filtro y vinaza. Para la caña soca, el peor escenario fue aquél en que se utilizó vinaza y 21 toneladas de paja acumulada en el suelo por hectárea. En este caso, se generan 3 mil kilogramos de CO2 equivalente por hectárea y por año.

Proyectos
1. N2O, CO2 y CH4 Emissions from agro-biofuel production in São Paulo State, Brazil (nº 2008/55989-9); Modalidad Proyecto Joven Investigador del Programa Fapesp de Investigación en Bioenergía (Bioen); Coordinador Janaina Braga do Carmo – UFSCar; Inversión R$ 237.330,83 y US$ 67.054,00 (FAPESP)
2. Nitrogen nutrition of sugarcane with fertilizers or diazotrophic bacteria (nº 2008/56147-1); Modalidad Proyecto Temático del Bioen; Coordinador Heitor Cantarella – IAC; Inversión R$ 957.280,37 y US$ 75.853,15 (FAPESP)

Artículo científico
CARMO, J.B. et al. Infield greenhouse gas emissions from sugarcane soils in Brazil: effects from synthetic and organic fertilizer application and crop trash accumulation. Global Change Biology Bioenergy. On-line, 26 jul. 2012.

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