Día 3: Podremos reducir el uso de combustibles fósiles, pero necesitamos fertilizantes químicos

Prem Bindraban

Blog mensaje por Prem Bindraban

El director del Centro Internacional de Referencia e Información en Suelos (ISRIC)
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No debemos dejar que las emociones nublen nuestro conocimiento de las leyes naturales fundamentales. Alimentar a un mundo de nueve mil millones de personas sin fertilizantes químicos implicaría daños irreparables a la biodiversidad. Debemos reducir el sobreuso de fertilizante en China y trasladarlo a África, donde la carencia de fertilizante es una causa principal del hambre.

Por Prem Bindraban, director de ISRIC (Información Global de Suelo) 

La disponibilidad de alimentos suficientes ha sido motivo de preocupación a lo largo de toda la historia de la humanidad. Como es lógico, el miedo a que los alimentos escaseen provoca fuertes reacciones emocionales, en especial cuando las previsiones, que suelen ser una extrapolación de tendencias anteriores, auguran un futuro sombrío. 

Las emociones determinan considerablemente nuestro comportamiento, pero pueden dar lugar a soluciones basadas en falsas esperanzas si no tienen en cuenta los procesos eco-fisiológicos más fundamentales o las leyes físicas, químicas y biológicas. Por ejemplo, prohibir el uso de fertilizantes en la agricultura biológica no ayudaría a conseguir la seguridad alimentaria en el mundo; subvencionar los biocombustibles no reduciría las emisiones de gases de efecto invernadero, y abogar por dietas vegetarianas que excluyan el consumo de carne (roja) impediría la explotación de oportunidades ecológicas, a pesar de las buenas intenciones inherentes a estas estrategias. 

Energía para la biologíaEl debate sobre la utilización de la energía en la agricultura debería comenzar por dichos procesos y leyes inevitables. En primer lugar, por el hecho de que el crecimiento de las plantas depende en gran medida de la disponibilidad de nitrógeno "reactivo", que se aplica habitualmente como fertilizante químico, cuya fabricación exige un alto consumo energético. 

¿Podemos encontrar alguna alternativa? Las moléculas de nitrógeno inerte que se encuentran en el aire pueden convertirse de un modo natural en el nitrógeno "reactivo" que las plantas necesitan, a través de la acción de los rayos o gracias a su fijación por bacterias que viven en simbiosis con plantas leguminosas. En suelos de gran fertilidad y con agua suficiente, las leguminosas pueden fijar 300 kg de nitrógeno al año por hectárea, y la mitad de dicha cifra será utilizada por las dos cosechas consecutivas que se siembran posteriormente. 

“Las emociones determinan considerablemente nuestro comportamiento, pero pueden dar lugar a soluciones basadas en falsas esperanzas.”

Este fertilizante "natural" proporciona una producción máxima por hectárea de entre 2 y 2,5 toneladas de equivalentes de cereal, un nivel comparable a la producción media que había en Europa y América del Norte en el año 1900. Actualmente, la producción mundial de cereales es de 3,5 toneladas por hectárea, gracias en gran parte a los fertilizantes químicos. En Europa es de 6,5 toneladas y en los Países Bajos supera las 9 toneladas. 

Los niveles de producción de cereales en el África subsahariana se encuentran entre una y una tonelada y media por hectárea y, aún así, los suelos se están degradando debido a que no se reponen los nutrientes que se pierden con la cosecha. De hecho, sería posible aumentar la producción en África mediante la optimización del reciclaje y otros procesos naturales, si bien sólo hasta unas dos toneladas por hectárea. Las pobres condiciones del suelo y las precipitaciones erráticas implican que la productividad sea intrínsecamente baja y no pueda aumentar sin "intervenciones externas".

“Los procesos naturales tienen sus límites.”

Los procesos naturales tienen límites. Si todos los agricultores abandonaran gradualmente el uso de fertilizantes químicos y la producción media cayese a tan sólo dos toneladas por hectárea, sólo podría satisfacerse la demanda de alimentos extendiendo la superficie de cultivo. Una dieta vegetariana precisa de 1,5 kg de equivalentes de cereales  diarios por persona. Por tanto, si todos nos pasásemos al vegetarianismo, harían falta 5.000 millones de toneladas de equivalentes de cereales para los 9.000 millones de personas que seremos en 2050. Con una producción de sólo dos toneladas por hectárea, la agricultura tendría que extenderse a 2.500 millones de hectáreas –1.000 millones más de los 1.500 millones actuales–, lo que tendría nefastas implicaciones para la biodiversidad mundial. 

Si todo el mundo adoptara el nivel dietético europeo de 4,5 kg de equivalentes de cereales, se necesitarían más de 7.000 millones de hectáreas, cifra que supera la disponibilidad total de tierras existentes. Por lo tanto, la conversión "artificial" de nitrógeno (N2) en nitrógeno reactivo resulta fundamental si queremos alimentar a todo el planeta. 

“La producción agrícola en Europa ha aumentado en las dos últimas décadas, mientras que el uso de fertilizantes ha disminuido.”

Podemos limitar el abuso de los fertilizantes químicos. La producción agrícola en Europa ha aumentado en las dos últimas décadas, mientras que el uso de fertilizantes ha disminuido. Si se aplicara un proceso similar para reducir el uso excesivo del nitrógeno en China sin repercutir en el rendimiento productivo, se liberarían aproximadamente 70 kg de fertilizante por hectárea. Si estos 70 kg por hectárea se utilizasen en África, la producción se duplicaría. El hecho es que no utilizar fertilizantes artificiales en África es una de las causas principales de la degradación del suelo, la pérdida de productividad y la pobreza.

El proceso de fabricación de fertilizante nitrogenado Haber-Bosch seguirá siendo esencial para garantizar la disponibilidad mundial de alimentos al tiempo que se conserva la biodiversidad. La obtención de nitrógeno reactivo requiere mucha energía, y la cantidad que necesitamos no hará sino incrementar con el tiempo. Por lo tanto, debemos intentar maximizar la cantidad que reciclamos, a fin de limitar el consumo energético.

La energía en la agriculturaEn las explotaciones agrícolas, la energía también se utiliza en varias prácticas "no biológicas", con el fin de mejorar la productividad laboral y la utilización óptima de los insumos externos y los recursos naturales. Entre ellos se incluye el uso de los combustibles fósiles como una fuente directa de energía para actividades tales como el arado, el deshierbe, la aplicación de insumos y la cosecha, así como una fuente indirecta para la producción de máquinas y agroquímicos como herbicidas y pesticidas. 

La energía es igualmente necesaria en el sistema alimentario en general, por ejemplo en el transporte, el almacenamiento, el procesamiento y la venta al por menor. El consumo energético total, directo e indirecto, de la agricultura en los países industrializados se sitúa alrededor del 1 por ciento del consumo energético total; y el consumo energético total de todo el sistema alimentario equivale hasta un 10-15 por ciento de todo el consumo energético. En general, el consumo de energía en la agricultura alcanzó su cota más alta a principio de los años 80 y ha disminuido progresivamente en diversas economías desarrolladas.

Eficiencia y alternativasSería posible reducir la demanda energética a través del ajuste de numerosas prácticas, aunque esto implicaría la aplicación de ciertas compensaciones. El arado consume una gran cantidad de energía, por lo que un cultivo con poco o ningún laboreo podría reducir el uso de los combustibles fósiles casi a la mitad. Sin embargo, estas prácticas de cultivo están asociadas a un mayor uso de herbicidas, cuya producción puede anular casi por completo los beneficios obtenidos con el ahorro energético. 

Controlar la circulación puede reducir las exigencias energéticas hasta un 30 por ciento, por ejemplo al no necesitar el suelo compacto un arado continuo. Una aplicación más precisa de los insumos externos en función de las condiciones de los cultivos también puede aumentar la eficiencia energética. Los invernaderos modernos son tan eficientes que hasta pueden llegar a ser productores netos de energía. 

“Existen grandes límites tecnológicos para utilizar la energía solar en el arado.”

En principio, todas las energías fósiles pueden remplazarse por otras formas de energía. La energía solar o la eólica pueden proporcionar la energía necesaria para ciertos procesos estacionarios de la cadena alimentaria tales como la producción de insumos agrícolas (entre ellos el nitrógeno reactivo) y el procesamiento de alimentos.

Aún así, puede resultar difícil conseguir fuentes alternativas para la tracción. Por ejemplo, existen grandes límites tecnológicos para utilizar la energía solar en el arado. Con la tecnología solar actual, un tractor debería estar equipado con 1.800 kg de baterías Li-ion para remplazar los 20 litros de diesel necesarios para arar una hectárea de tierra (200KWh). Para cargar dicha cantidad de baterías en un día, serían necesarios aproximadamente 500 m2 de placas solares en los Países Bajos y unos 250 m2 en las zonas cercanas al ecuador. 

Otro desafío tecnológico surge a la hora de minimizar las pérdidas de transmisión energética de las baterías en un motor de alto par con una baja velocidad, como ocurre en el arado. Otras soluciones energéticas, tales como la conversión de la energía solar o eólica en un combustible líquido altamente energético como el hidrógeno, o la utilización de biogás o biocombustibles, pueden ser más apropiadas. 

“La conversión biológica de la energía solar resulta sumamente ineficiente.”

Sin embargo, la producción de biocombustibles tiene efectos perjudiciales en la biodiversidad y supone una fuente de emisión de gases de efecto invernadero. En condiciones óptimas, se necesita alrededor del 25 por ciento de la energía total contenida en la colza para la producción de cultivos, y alrededor del 10 por ciento del contenido energético del biogás para la producción y el procesamiento del gas a partir de maíz o remolacha azucarera. 

El hecho fundamental es que las plantas fijan solo el 2,5 por ciento de la energía solar que capturan, por lo que la conversión biológica de la energía solar resulta sumamente ineficiente. La producción de biocombustibles genera una enorme demanda de tierras productivas y recursos hídricos que, en última instancia, compiten con la producción de alimentos. Debido a la demanda adicional de tierras, la pérdida de la biodiversidad es inevitable y las emisiones de gases de efecto invernadero pueden llegar a sobrepasar las de los combustibles fósiles.

ProductividadLa energía desempeña una función central en la producción alimentaria, y eso no va a cambiar a corto plazo. En los últimos mil años, la productividad agrícola ha aumentado espectacularmente, en paralelo con el mayor consumo energético. En los Países Bajos, por ejemplo, la producción de trigo pasó de los 800 kg por hectárea en el año 1400, a los 1.800 kg en 1900, y hasta los 9.000 kg en 2000, mientras que las exigencias laborales asociadas caían de unas 600 horas por hectárea en el año 1400, a 240 en 1900, y a solo 12 en 2000.

“Las estructuras de poder y otros factores determinantes seguirán existiendo, independientemente de la fuente de energía que utilice la agricultura.”

En otras palabras, al reemplazar la energía humana por energía procedente de otras fuentes, hemos aumentando extraordinariamente la producción de alimentos a partir de una cantidad limitada de tierras. Con los niveles de subsistencia de hoy en día, la maquinaria a pequeña escala puede incrementar la eficiencia del trabajo manual y la tracción animal hasta unos 0,5 caballos de potencia por hectárea, algo que se considera esencial para aumentar el rendimiento de los cultivos por encima de las dos toneladas por hectárea.

Aún está por ver si una menor utilización de combustibles fósiles en la agricultura repercutirá en una reducción de la pobreza y la desigualdad. Los sistemas de producción de cultivos que prescindan del laboreo podrían generar más diferencias en la calidad del trabajo y los ingresos obtenidos que por ejemplo otros tipos de sistemas. Al fin y al cabo, las estructuras de poder, los intereses particulares, la economía y otros factores determinantes seguirán existiendo, independientemente de la fuente de energía que utilice la agricultura.

Lee el ensayo: Podremos reducir el uso de combustibles fósiles, pero necesitamos abonos químicos