El desafío de reducir a la mitad el desperdicio de nitrógeno en 2030

El nitrógeno es un elemento esencial para la vida ya que forma parte de las proteínas y del ADN de todos los seres vivos. Las plantas necesitan disponer de este nutriente para desarrollarse con normalidad. Del mismo modo, los animales necesitamos ingerir una cantidad de proteína adecuada incluyendo todos los aminoácidos esenciales. Por este motivo, la disponibilidad de nitrógeno es fundamental en la producción de alimentos. El nitrógeno entra por primera vez en los sistemas de cultivo fundamentalmente a través de los fertilizantes sintéticos y también, de la fijación de las leguminosas como son la soja, las lentejas o la alfalfa. Una vez producido el cultivo puede transferirse la cadena alimentaria para consumo humano directo o ser usado como pienso para la ganadería. Una porción significativa del nitrógeno consumido por los animales termina en el estiércol. Con un buen manejo, puede ser recuperada una parte como fertilizante para los cultivos.

A lo largo del viaje del nitrógeno, desde que es aplicado a los cultivos hasta que llega a nuestros platos en forma de proteína vegetal o animal, se producen gran cantidad de pérdidas al medio.

A escala global, cada año se incorporan aproximadamente 200 teragramos de nitrógeno (TgN) nuevo en cultivos y pastizales de los que solamente 49 TgN terminan en nuestros platos (35 TgN) o en cultivos de uso industrial (14 TgN). De este modo, la eficiencia de nitrógeno del sistema agroalimentario es tan solo del 24%. El resto del nitrógeno puede volver a la atmósfera en forma inerte, lo que supone una pérdida de un valioso recurso, o puede ser emitido hacia la atmósfera o las aguas como forma reactiva, degradando el medio ambiente. Este nitrógeno perdido se considera “desperdicio de nitrógeno” (“nitrogen waste” en inglés). Compuestos como el nitrato llegan a las aguas contaminándolas, el amoniaco degrada la calidad del aire y el óxido nitroso es un potente gas de efecto invernadero que, como tal, contribuye al cambio climático. En España la contaminación de acuíferos por nitratos o la degradación de la calidad del aire con altas concentraciones de amoniaco representan problemas medioambientales de primer orden.

Uno de los grandes desafíos que presenta la reducción del desperdicio de nitrógeno tiene que ver con la gran conexión que existe entre los distintos compuestos nitrogenados. De forma tal que la mitigación de uno, puede suponer el incremento en la emisión de otro. Este fenómeno conocido como “salto de la contaminación” (“pollution swapping” en inglés) es el eje de la gran complejidad ligada al diseño de estrategias efectivas de reducción del desperdicio de nitrógeno de forma integrada, así como de la dificultad de comunicar esta problemática a la sociedad. Sirva como ejemplo de “salto de la contaminación” lo que puede suceder cuando se incorporan estiércoles líquidos en los suelos. Sin duda, esta práctica lleva a reducir de forma muy significativa las emisiones de amoniaco a la atmósfera, pero, si las condiciones del suelo y meteorológicas lo favorecen, puede llevar a la transformación del amoniaco en nitratos con un mayor riesgo de contaminación de las aguas subterráneas. Se reduce la emisión de un contaminante, pero el nitrógeno permanece y se transforma en otro.

La invasión de Ucrania ha incrementado en muy poco tiempo la magnitud y complejidad del reto de minimizar el desperdicio de nitrógeno. Esto se debe a que la producción industrial de fertilizantes requiere de un alto consumo de energía y recursos, específicamente de gas natural. El resultado de la crisis energética ha sido un incremento de un 300% del precio de los fertilizantes sintéticos. Por otro lado, las importaciones de proteína en forma de piensos para ganado desde Ucrania se han detenido completamente, lo que ha implicado un incremento de un 80% del precio de los mismos. Todo esto está amenazando la producción de alimentos nacional, ya de por sí afectada por los efectos de cambio climático, y la seguridad alimentaria en muchas regiones del planeta.

Por todo ello, la disponibilidad y posterior buen manejo del nitrógeno en el sistema agroalimentario son prioritarios por motivos de seguridad alimentaria, y de salud humana y de los ecosistemas. La respuesta a este reto no se puede posponer y requiere de la implicación de la comunidad científica y de diversos sectores de la sociedad, incluyendo a la administración, los agricultores y los consumidores. En este contexto, durante la pasada semana (24 al 28 de octubre de 2022) se han dado cita en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (Universidad Politécnica de Madrid) más de 300 investigadores e investigadoras de 40 países con un objetivo claro: reducir en un 50% el desperdicio de nitrógeno para 2030.

En el congreso se han propuesto alternativas para un manejo sostenible del nitrógeno a distintas escalas, incluyendo mejoras en los sistemas de cultivo y ganaderos. Se han discutido diversos modelos que incorporan mejoras tecnológicas y una transición hacia la digitalización, así como diversos modelos agroecológicos asociados a cambios estructurales que incluyen la relocalización de los sistemas de producción reconectando cultivos y ganadería, la expansión de los cultivos fijadores de nitrógeno y los cambios en la demanda como por ejemplo la generalización de la dieta mediterránea. En el congreso se han celebrado sesiones especiales sobre agricultura de precisión, economía circular, análisis de costes-beneficios y políticas medioambientales eficaces. Los resultados de las investigaciones científicas presentados en Madrid han mostrado que existen un importante abanico de alternativas para hacer nuestros sistemas de producción más autónomos, resilientes, menos contaminantes y emisores de gases de efecto invernadero. Esperamos que estos ejemplos sirvan de inspiración. Hoy más que nunca necesitamos promover y consolidar sistemas agroalimentarios sostenibles y saludables, y que a su vez garanticen la seguridad alimentaria.

Luis Lassaletta y Alberto Sanz-Cobeña son investigadores del Centro de Estudios e Investigación para la Gestión de Riesgos Agrarios y Medioambientales (CEIGRAM) de la Universidad Politécnica de Madrid. Han sido los coordinadores de la organización del XXI Congreso Internacional del Nitrógeno.

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