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26 agosto 2021

El “gas de la risa”, una agresión al clima que no tiene gracia

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En 1774 el químico Joseph Priestley comenzó a publicar una serie de volúmenes en los que describía lo que llamaba diferentes tipos de aire, según sus experimentos con los gases. Uno de ellos, posteriormente identificado como óxido nitroso o N2O, fue redescubierto al final de aquel siglo por el también químico Humphry Davy como un posible anestésico para el que acuñó el nombre de “gas de la risa”, por los efectos que provocaba. Pero el compuesto —que fue utilizado mucho más prontamente como droga recreativa que con fines medicinales— oculta un lado oscuro que no invita a la risa: es un potente gas de efecto invernadero, y el aumento de su presencia en la atmósfera a causa de la actividad humana es hoy el tercer principal causante del cambio climático, por solo por detrás del CO2 y el metano.

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El óxido de nitrógeno se popularizó en el siglo XIX como droga recreativa y también como anestésico usado por los dentistas. Crédito: Wikimedia

En tiempos de Davy y a instancias del propio químico, quien era además un personaje popular entre sus coetáneos, el gas de la risa se convirtió en medio de diversión y objeto de adicción para la alta sociedad londinense. Curiosamente y aunque hoy suele pasar bajo el radar, el óxido nitroso es todavía la 14ª droga más usada en el mundo —incluyendo las legales—, apreciada sobre todo por su efecto euforizante y su baja toxicidad relativa en comparación con otras. Pero se trata también de un compuesto común en la naturaleza que forma parte del ciclo del nitrógeno, el elemento más abundante de la atmósfera terrestre. Y si bien son numerosas las fuentes naturales que lo producen, actualmente el 40% de las emisiones de N2O son causadas por los humanos.

El principal destructor de la capa estratosférica

En la atmósfera el óxido nitroso actúa como gas de efecto invernadero (GEI) con una potencia 300 veces mayor que el CO2 y unas 12 veces mayor que el metano. Pero mientras que este se descompone en unos 12 años, el N2O dura algo más de un siglo. Teniendo en cuenta además que este gas representa en torno al 7% de las emisiones de GEI, no es de extrañar que se haya convertido en una preocupación de primer orden para los científicos y los organismos concernidos en la lucha contra el cambio climático. A todo ello se añade, además, que el óxido nitroso es actualmente el principal destructor de la capa estratosférica de ozono tras la prohibición de los clorofluorocarbonos (CFC).

BBVA-OpenMind-Materia-Agrecision-climatica-Gas de la risa-2-El uso intensivo del N2O en el sector agrícola supone el 70% de emisiones de este gas a la atmósfera. Imagen: Flickr
El uso intensivo del N2O en el sector agrícola supone el 70% de emisiones de este gas a la atmósfera. Imagen: Flickr

El boom de las emisiones antropogénicas de N2O tiene su origen en el descubrimiento a comienzos del siglo XX del proceso de Haber-Bosch, que permitía fijar artificialmente el nitrógeno molecular atmosférico inerte en un fertilizante utilizable por las plantas, lo que rompió la dependencia del amoniaco y los nitratos de origen natural. Este hallazgo, considerado uno de los que más vidas han salvado en la historia de la humanidad, fue un factor clave que contribuyó a mediados del siglo pasado a la Revolución Verde o tercera revolución agrícola, que hoy sostiene la alimentación de gran parte de la humanidad.

Pero el uso masivo de fertilizantes de nitrógeno en todo el mundo, en su formato comercial o en forma de estiércol, ha tenido una consecuencia indeseable: el aumento disparado de las emisiones de N2O debida a la oxidación del nitrógeno por los microbios del suelo y de las plantas. En 2019 una investigación codirigida por el científico Pep Canadell, investigador de la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) de Australia y director ejecutivo del Global Carbon Project, descubrió que hasta entonces el Panel Intergubernamental de Cambio Climático de la ONU (IPCC) —del que Canadell es miembro— había subestimado tanto las cifras de emisiones de óxido nitroso como su crecimiento. La razón es que para dichos cálculos se tenían en cuenta magnitudes indirectas, como la producción y el uso de fertilizantes junto con los datos aportados por los países.

Utilizar mejor los fertilizantes

Monitorizando directamente las mediciones de concentraciones atmosféricas de N2O y localizando las emisiones mediante modelos matemáticos, Canadell y sus colaboradores descubrieron que en el presente siglo las emisiones han crecido por encima de lo esperado, sobre todo desde 2009, y especialmente desde China y Brasil. En las cuatro últimas décadas, estas emisiones han aumentado en un 30%. Según los investigadores, este descuadre entre las cifras esperadas y las detectadas se debe a que, cuando el nitrógeno suministrado a los cultivos alcanza la saturación, las emisiones de óxido nitroso comienzan a crecer de forma exponencial en lugar de lineal.

El problema, explica Canadell a OpenMind, es que “es muy improbable que vayamos a encontrar alternativas al nitrógeno o tecnologías que permitan el uso de estos fertilizantes eliminando las pérdidas de nitrógeno del sistema”. Sin embargo, añade el investigador, aunque no podemos prescindir de los fertilizantes, sí podemos utilizarlos mejor: “Como ha demostrado Europa y en cierto grado EEUU, es posible mantener o aumentar la productividad de la agricultura estabilizando o reduciendo las emisiones de N2O”. En ciertas regiones como China, apunta Canadell, las subvenciones a los fertilizantes hacen que se empleen cantidades enormes que no mejoran el rendimiento de las cosechas. “Es en gran medida un mal uso de los fertilizantes, no el uso eficiente que se requiere”.

Así, y a falta de nuevos avances tecnológicos que permitan reducir el uso del nitrógeno, una vía para rebajar estas emisiones es la agricultura de precisión, que suministra a las plantas exactamente la cantidad de fertilizante que necesitan en cada sector del cultivo, en cada momento del desarrollo y a la profundidad adecuada. Estas prácticas, cada vez más extendidas en los países desarrollados, “harían mucho para aumentar la eficiencia y reducir las emisiones”, afirma Canadell. A ello se unen otras medidas disponibles hoy, como rotar los cultivos con aquellos que producen su propio nitrógeno —como las legumbres—, mejorar la gestión del abono animal o utilizar inhibidores de la nitrificación, entre otras.

La agricultura, causa del aumento del N2O de los mares

Sin embargo y aunque la agricultura supone el 70% de las emisiones antropogénicas de N2O, existe otra importante fuente que acumula el 25% de las emisiones globales: los océanos. Y en especial, las llamadas zonas muertas, regiones marinas con una concentración de oxígeno muy baja. Estas zonas hipóxicas aparecen cuando un exceso de nutrientes en el agua provoca una eutrofización, un crecimiento masivo de fitoplancton. Al morir estos microorganismos y caer al fondo, la descomposición de estos sedimentos consume el oxígeno y produce cantidades masivas de N2O que finalmente se liberan a la atmósfera. Se estima que en 1950 había unas 50 zonas muertas en los océanos. Hoy son en torno a 500, y una vez más el responsable es el ser humano, ya que los vertidos de fertilizantes y de aguas residuales propician esta eutrofización; por lo tanto, la agricultura es también una causa principal del aumento del N2O de los mares.

BBVA-OpenMind-Materia-Agrecision-climatica-Gas de la risa-3-Mediante el proceso de eutrofización, las aguas marinas expuestas a los sedimentos contaminantes se convierten en “zonas muertas” con niveles muy bajos de oxígeno y grandes proporciones de óxido nitroso, como en la costa del Delta del Misisipi. Imagen: National Ocean Service
Mediante el proceso de eutrofización, las aguas marinas expuestas a los sedimentos contaminantes se convierten en “zonas muertas” con niveles muy bajos de oxígeno y grandes proporciones de óxido nitroso, como en la costa del Delta del Misisipi. Imagen: National Ocean Service

El problema adicional de las zonas muertas oceánicas es que retroalimentan el calentamiento global. Según detalla a OpenMind Mariona Claret, oceanógrafa de la Universidad de Washington, “al subir la temperatura disminuye la solubilidad del oxígeno y aumenta la estratificación de la capa de agua, lo que disminuye la mezcla entre aguas superficiales bien oxigenadas con aguas más profundas”. Claret añade que esta es la principal causa de desoxigenación en el mar abierto, lejos de la costa y en las zonas tropicales. Y por lo tanto, si el aumento de las zonas muertas agrava el cambio climático por las emisiones de N2O, a su vez el calentamiento también favorece la aparición de más zonas muertas.

Otra consecuencia de lo anterior es que las zonas muertas no aparecen únicamente allí donde los vertidos de los ríos aumentan el contenido de nutrientes. Las investigaciones de Claret y sus colaboradores han mostrado que los cambios en la circulación oceánica —propiciados también por el cambio climático— promueven la expansión de las zonas hipóxicas. “En el norte del Atlántico, en particular, la corriente del Golfo (pobre en oxígeno) está desplazándose hacia el norte y la corriente del Labrador (rica en oxígeno) se está retrayendo a la zona de Terranova”, precisa Claret. La consecuencia, añade, es una reducción del oxígeno en el estuario de San Lorenzo, el mayor del mundo, y en las aguas costeras de Nueva Escocia y Maine. “De momento esto solo se ha observado en aguas costeras del noroeste Atlántico”, acota Claret, pero es otro potencial mecanismo de retroalimentación del cambio climático.

Por todo ello, y aunque el foco principal de la lucha contra el cambio climático suele centrarse en el descenso de las emisiones de CO2 debidas sobre todo a los combustibles fósiles, Canadell asegura que una rebaja en las emisiones de N2O de entre un 10 y un 30% para mediados de este siglo será también necesaria para cumplir los objetivos del acuerdo de París, limitar el calentamiento global a un máximo de 1,5 °C. Y mientras que el crecimiento de las emisiones de CO2 se ha ralentizado en los últimos años, en cambio “las emisiones de N2O continúan creciendo en la mayoría de las regiones del mundo excepto Europa”.

Javier Yanes

@yanes68

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