La NASA en tu mesa: cuando nuestra alimentación es fuente de metano

Los científicos de la NASA investigan en profundidad las fuentes primarias de emisiones de metano y cómo el incremento de éstas en los últimos años ha contribuido y contribuye al cambio climático.

Los gases de efecto invernadero, incluido el metano, contribuyen a las reacciones químicas y a la retroalimentación climática.  Imagen: NASA.
Los gases de efecto invernadero, incluido el metano, contribuyen a las reacciones químicas y a la retroalimentación climática. Imagen: NASA.

Hoy en día, las fuentes humanas son responsables del 60% de las emisiones globales de metano, procedentes principalmente de la quema de combustibles fósiles, la descomposición en vertederos y el sector agrícola. Casi una cuarta parte de las emisiones de metano pueden atribuirse a la agricultura, gran parte de la cual proviene de la cría de ganado. El cultivo del arroz y el desperdicio de alimentos también son fuentes importantes de metano agrícola, ya que casi un tercio de todos los alimentos producidos para el consumo humano se pierden o desperdician.

En la NASA, los científicos estudian el valor global de metano para comprender mejor las fuentes primarias de emisiones de metano y cómo contribuyen al cambio climático. Además de las fuentes humanas, el metano también se produce en entornos naturales. La mayor fuente natural de metano son los humedales, que aportan el 30% de las emisiones mundiales. Otras fuentes naturales de emisiones de metano incluyen los océanos, las termitas, el permafrost, la vegetación y los incendios forestales.

Las concentraciones han estado aumentando sustancialmente desde 2006, probablemente como resultado del aumento de las emisiones de la cría de ganado, la renovada dependencia del gas natural y, en los últimos años, los humedales y el calentamiento global

Las concentraciones atmosféricas de metano se han más que duplicado desde la Revolución Industrial, debido al uso intensivo de petróleo, gas y carbón, la creciente demanda de carne de vacuno y productos lácteos y el aumento de la producción de alimentos y desechos orgánicos.

La mayor fuente natural de metano son los humedales, que aportan el 30% de las emisiones mundiales.
La mayor fuente natural de metano son los humedales, que aportan el 30% de las emisiones mundiales. Foto: IStock.

Aunque el incremento de las concentraciones atmosféricas de metano se desaceleró sensiblemente cerca del final del siglo XX, las concentraciones han estado aumentando sustancialmente desde 2006, probablemente como resultado del aumento de las emisiones de la cría de ganado, la renovada dependencia del gas natural y, en los últimos años, los humedales y el calentamiento global.

El nuevo retrato en tres dimensiones del metano de la NASA muestra que es el segundo mayor contribuyente del mundo al calentamiento de invernadero. Combinando múltiples conjuntos de datos de inventarios de emisiones y simulaciones de humedales en un modelo informático de alta resolución, los investigadores ahora tienen una herramienta adicional para comprender este gas complejo y su papel en el ciclo del carbono de la Tierra, la composición atmosférica y el sistema climático.

 La nueva visualización de datos construye una imagen más completa de la diversidad de fuentes de metano en el suelo, así como el comportamiento del gas a medida que se mueve a través de la atmósfera.

El efecto invernadero y el metano

Los gases de efecto invernadero, incluido el metano, contribuyen a las reacciones químicas y a la retroalimentación climática. Las moléculas de estos gases atrapan la energía solar, actuando como una manta térmica. La energía del sol es absorbida por la superficie de la Tierra, aunque parte de ella se refleja en la atmósfera. La energía absorbida también se vuelve a emitir en longitudes de onda infrarrojas. Parte de la energía reflejada y reemitida vuelve a entrar en el espacio, pero el resto se queda atrapada en la atmósfera por los gases de efecto invernadero.

El metano es el segundo mayor contribuyente del mundo al calentamiento global, después del dióxido de carbono

Con el tiempo, el calor capturado calienta nuestro clima, aumentando las temperaturas globales.

Los gases de efecto invernadero, incluido el metano, contribuyen a las reacciones químicas y a la retroalimentación climática
Los gases de efecto invernadero, incluido el metano, contribuyen a las reacciones químicas y a la retroalimentación climática. Foto: IStock.

Los aumentos de temperatura impulsados por el ser humano pueden tener un impacto en el metano liberado de fuentes naturales. Por ejemplo, el permafrost puede descongelarse naturalmente y emitir metano a la atmósfera, pero los humanos han aumentado la velocidad a la que el permafrost se descongela, debido al calentamiento causado por el hombre.

El metano es el segundo mayor contribuyente del mundo al calentamiento global, después del dióxido de carbono

El metano es el segundo mayor contribuyente del mundo al calentamiento global, después del dióxido de carbono. Aunque este último es más abundante, una sola molécula de metano atrapa más eficazmente el calor que una sola molécula de dióxido de carbono.

Sin embargo, la vida útil de una molécula de metano es más corta que la de una molécula de dióxido de carbono. De tal forma que, si las emisiones de metano disminuyeran y se mantuviera el lavado químico natural de metano, el metano atmosférico podría disminuir drásticamente en solo diez años. Esta disminución podría tener un impacto significativo en la atmósfera y casi inmediato en la reducción de los efectos a corto plazo del cambio climático y podría contribuir a mantener el cambio de temperatura global por debajo de los 2 grados centígrados.

Por qué las vacas producen metano

El ganado vacuno, como las vacas lecheras o el ganado vacuno, produce metano como subproducto de la digestión.
El ganado vacuno, como las vacas lecheras o el ganado vacuno, produce metano como subproducto de la digestión. Foto: Istock.

El ganado vacuno, como las vacas lecheras o el ganado vacuno, produce metano como subproducto de la digestión. El ganado es animal rumiante, lo que significa que tienen sistemas digestivos especializados que les permiten procesar alimentos que no pueden ser digeridos por los seres humanos y la mayoría de los otros animales, como la hierba fresca y el grano crudo.

Cuando el alimento entra en el estómago de un bovino, se somete a un proceso llamado fermentación entérica: los microbios y las bacterias descomponen parcialmente las partículas de los alimentos, que luego fermentan en la parte del estómago llamada rumen. A medida que las partículas de los alimentos fermentan, producen metano. Cada vez que el ganado eructa -y, en menor medida, se flatula- el metano se expulsa y entra en la atmósfera, donde actúa como gas de efecto invernadero.

La NASA vigila el metano

Los científicos de la NASA utilizan una variedad de métodos para rastrear las emisiones de metano. Para obtener las estimaciones más precisas posibles, utilizan inventarios de emisiones de países de todo el mundo, simulan las emisiones de metano de los humedales y las combinan con datos terrestres, aéreos y satelitales utilizando modelos atmosféricos.

En California (y algunas otras regiones), los investigadores vuelan aviones equipados con el Espectrómetro de Imágenes Infrarrojas Visibles Aerotransportadas de la NASA – Next Generation, o AVIRIS-NG, y recopilan datos altamente calibrados. Estos datos se utilizan en el California Methane Survey,un proyecto financiado conjuntamente por la NASA, la Junta de Recursos del Aire de California y la Comisión de Energía de California, para identificar e informar rápidamente las fugas de metano.

La nueva visualización de datos construye una imagen más completa de la diversidad de fuentes de metano en el suelo, así como el comportamiento del gas a medida que se mueve a través de la atmósfera.
La nueva visualización de datos construye una imagen más completa de la diversidad de fuentes de metano en el suelo, así como el comportamiento del gas a medida que se mueve a través de la atmósfera. Imagen: NASA

En Alaska y el noroeste de Canadá, los investigadores de la NASA utilizan satélites, aeronaves e investigaciones de campo para comprender mejor las emisiones de metano del permafrost de descongelación como parte del Experimento Boreal y de Vulnerabilidad del Ártico, o ABoVE. Los investigadores han descubierto que el permafrost rico en carbono se está descongelando a tasas cada vez más altas, probablemente como resultado del cambio climático inducido por el hombre, lo que convierte al Ártico en una importante fuente potencial de emisiones de metano. Según estimaciones científicas, los suelos de esta región almacenan cinco veces más carbono del que han emitido todas las actividades humanas en los últimos 200 años.

Los investigadores de la NASA combinan los datos de misiones como ABoVE y el California Methane Survey con su conocimiento de cómo se comporta el metano en la atmósfera para crear modelos informáticos de metano. Estos modelos pueden ayudar a los científicos y a los responsables políticos a comprender los patrones de metano atmosférico pasados, actuales y futuros.

Caminar hacia la reducción de las emisiones de metano

Investigadores en una variedad de campos han buscado posibles soluciones para disminuir las emisiones globales de metano. Por ejemplo, los sistemas de biogás reducen las emisiones de metano al transformar los residuos del ganado, los cultivos, el agua y los alimentos en energía.

Los sistemas de biogás aprovechan el gas que se produce y lo utilizan como una fuente de energía limpia, renovable y confiable en lugar de dejar que se libere a la atmósfera como un gas de efecto invernadero

El biogás se produce a través del mismo proceso natural que se realiza en los vertederos para descomponer los residuos orgánicos. Sin embargo, los sistemas de biogás aprovechan el gas que se produce y lo utilizan como una fuente de energía limpia, renovable y confiable en lugar de dejar que se libere a la atmósfera como un gas de efecto invernadero.

Planta de biogás.
Planta de biogás. Los sistemas de biogás reducen las emisiones de metano al transformar los residuos del ganado, los cultivos, el agua y los alimentos en energía. Foto: IStock.

Por otro lado, un estudio dirigido por el profesor Ermias Kebreab de la Universidad de California-Davis descubrió que la introducción de unas pocas onzas de algas marinas en las dietas de ganado vacuno podría reducir sus emisiones de metano en más del 82%.

Este tipo de innovaciones tecnológicas –y biológicas– pueden proporcionar a los tomadores de decisiones, ganaderos y otros para herramientas para gestionar el metano en el futuro.

Funete: NASA.

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