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Un instrumento de 1 dólar en la lucha contra la contaminación de la atmósfera

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Un nuevo y simple instrumento hecho con una botella de plástico podría ayudar en la labor de rastrear y reducir las emisiones de amoniaco procedentes de la agricultura, y a mejorar la seguridad alimentaria. (Fotografía: Embrapa)

Un nuevo dispositivo, cuya sencilla fabricación cuesta menos de 1 dólar de los EE. UU., podría ser útil en los esfuerzos mundiales destinados a reducir los efectos nocivos de la contaminación atmosférica causada por las emisiones de amoniaco y, al mismo tiempo, mejorar el acceso a los alimentos. El pequeño instrumento de plástico fue diseñado por científicos brasileños en colaboración con el OIEA y la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO). Tras someterlo a técnicas isotópicas para comprobar y confirmar su fiabilidad, el dispositivo se está dando a conocer con el fin de ayudar a los países a monitorizar y gestionar mejor las emisiones de amoniaco procedentes de la agricultura, incluida la industria ganadera.

El amoniaco —que es un compuesto de nitrógeno e hidrógeno— es uno de los principales subproductos de la agricultura. Se trata de un gas que se libera como resultado de la descomposición de los fertilizantes y el estiércol, por ejemplo. Este gas (NH3) puede actuar en la atmósfera como fuente secundaria de óxido nitroso (N20) —un potente gas de efecto invernadero— y dañar los ecosistemas agravando la contaminación del agua, así como causar problemas de salud en las personas.

Cuando el fertilizante no se aplica correctamente, hasta la mitad del nitrógeno que contiene podría perderse en la atmósfera, lo que también tiene importantes consecuencias financieras. Conocer esta pérdida es fundamental para formular recomendaciones a los agricultores sobre la mejor forma de gestionar el uso que hacen de los fertilizantes, lo que a su vez puede ayudar a maximizar la productividad y los beneficios.

“Un promedio del 35 % de los fertilizantes nitrogenados que se utilizan en el Brasil acaba en la atmósfera en forma de amoniaco, con grandes consecuencias para el medio ambiente y la economía”, asegura Segundo Urquiaga, edafólogo en el Centro de Investigación en Agrobiología de la Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria (Embrapa).

La población mundial sigue aumentando y, con ella, la demanda de alimentos. Esto, a su vez, da lugar a la expansión de las industrias ganaderas y a una mayor dependencia de fertilizantes nitrogenados sintéticos y orgánicos para producir alimentos. También implica mayores emisiones de amoniaco. Se prevé que esta tendencia continúe durante el próximo decenio, lo que constituye una amenaza para la salud humana y el medio ambiente.

Expertos de países como el Brasil están buscando formas de medir y mitigar las pérdidas de amoniaco que acaban en la atmósfera. Si bien ya se dispone de muchos métodos sofisticados, como túneles de viento, la espectroscopia por exploración anular total de la cavidad y las técnicas micrometeorológicas, se trata de soluciones caras que requieren técnicos de campo altamente cualificados para su operación.

“Medir y mitigar este proceso ha sido una tarea laboriosa, larga y relativamente costosa en el pasado”, explica el Sr. Urquiaga. “Esta nueva técnica es rentable, rápida y puede adoptarse en cualquier lugar. Su uso tendrá un efecto directo para los agricultores, que no solo ahorrarán recursos, sino que también reducirán la contaminación atmosférica”.

Un nuevo instrumento sin igual

Este nuevo instrumento es tan simple que sería fácil confundirlo con un proyecto de ciencias de enseñanza primaria. Para hacer la cámara, se retira la parte inferior de una botella grande de refresco y se une a la parte superior abierta de la botella. Esta cubre una tira fina de espuma que desciende por su interior, desde la boca hasta un pequeño vaso de plástico fijado al suelo con tres puntas metálicas. La espuma se remoja previamente en una solución de ácido que atrapa el amoniaco. La cámara se coloca junto a las plantas o la zona ganadera que haya que monitorizar y la espuma se cambia cada 24 horas y se lleva al laboratorio para analizarla.

Este singular y simple dispositivo y sus instrucciones de uso son obra de científicos de la División Mixta FAO/OIEA de Técnicas Nucleares en la Alimentación y la Agricultura, Embrapa y el Instituto Agronómico de Paraná en el Brasil (IAPAR).

“Este dispositivo podría ayudarnos a comprender cómo se dan las pérdidas de amoniaco y a avanzar hacia soluciones climáticamente inteligentes que dejen suficiente nitrógeno para aumentar la productividad de las plantas, especialmente en suelos menos fértiles y con poco nitrógeno, lo que puede tener efectos importantes para la producción de alimentos”, expone Mohammad Zaman, edafólogo y especialista en fitonutrición de la División Mixta FAO/OIEA de Técnicas Nucleares en la Alimentación y la Agricultura.

Este aparato puede utilizarse por sí solo para medir de forma precisa las pérdidas de amoniaco, o en combinación con otras prácticas agrícolas pensadas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y su impacto en el medio ambiente. Entre estas prácticas cabe mencionar los sistemas de riego por goteo, la aplicación conjunta de fertilizantes con inhibidores de la nitrificación y la rotación de cultivos que incluye leguminosas fijadoras de nitrógeno.

Simple, pero fiable

Debido a la sencillez del diseño, una de las grandes preocupaciones era la fiabilidad de sus resultados. Los científicos pusieron a prueba el dispositivo utilizando una técnica isotópica consistente en añadir nitrógeno 15 al fertilizante (véase el recuadro “Base científica”) para rastrear, medir y comparar la cantidad de amoniaco capturado por la cámara de plástico frente a la cantidad de amoniaco liberado. Para ello se utilizó el método de balance de nitrógeno, que permitió comprobar la cantidad de nitrógeno presente en el suelo a lo largo del tiempo. Dado que el amoniaco es un compuesto que contiene nitrógeno, los científicos pueden utilizar el método del nitrógeno 15 para rastrear las pérdidas de amoniaco.

Los resultados de los ensayos mostraron que la cámara era fiable y apta para rastrear las emisiones de amoniaco procedentes de los fertilizantes orgánicos y sintéticos que se utilizan en los cultivos anuales y perennes, así como de los excrementos en los sistemas de ganado. “Este método permite medir y monitorizar el amoniaco de forma muy eficiente y precisa en comparación con el método tradicional de cámara cerrada”, explica el Sr. Urquiaga.

Expertos de seis países —Brasil, Chile, Costa Rica, Etiopía, Irán y Pakistán— ya han empezado a utilizar el instrumento, cuyo uso se espera que se generalice. Para ello, explica el Sr. Zaman, se prevé publicar los resultados del proyecto en una edición especial de una revista científica internacional arbitrada por homólogos, además de un plan para recomendar al Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) que incluya el instrumento como método de uso en sistemas agrícolas de todo el mundo, especialmente en los países en desarrollo.

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