4.1. Introducción
En el módulo Agricultura se consideran las emisiones de gases de invernadero procedentes de cinco categorías de fuentes:
En la estimación de las emisiones de gases de invernadero, en este módulo, se siguen las indicaciones de las Guías Revisadas del IPCC de 1996 (GR) (IPCC-OECD-IEA, 1997) y de las Guías de Buenas Prácticas y Manejo de Incertidumbres en los Inventarios Nacionales de Gases de Invernadero (GBP) (IPCC, 2000). Los datos de actividad son los captados a través de la Oficina Nacional de Estadísticas (ONE), complementados por consultas a expertos o resultados de estudios desarrollados en el país sobre la agricultura y las diferentes prácticas agrícolas.
El desarrollo de los cálculos de los estimados de emisiones en cada una de las categorías de fuentes, fue realizado atendiendo a:
4.2. Ganado Doméstico
En esta sección se tratan las emisiones de metano y óxido nitroso originadas por la fermentación entérica y el manejo del estiércol, aplicando las metodología establecidas para este objetivo en las GBP (IPCC, 2000) y las GR (IPCC-OECD-IEA, 1997).
4.2.1. Emisiones de Metano Procedentes de la Fermentación Entérica.
La producción del metano debido a la fermentación entérica, consiste en un proceso normal que ocurre en el sistema digestivo de los animales herbívoros. El metano así producido es un producto que se forma mediante la descomposición de los hidratos de carbono por microorganismos existentes en el sistema, y los incorporados con el alimento.
El metano producido por los animales está en dependencia del tipo de alimentación y la cantidad consumida, de la edad y peso del animal, así como del sistema digestivo, siendo este último, el elemento más importante. De acuerdo al sistema digestivo, corresponde a los rumiantes la mayor producción de metano. Otros animales como los caballos, asnos y cerdos –seudorumiantes los dos primeros y monogástrico el último–, presentan una menor producción.
Con relación a la alimentación se debe tener presente –al analizar las emisiones– que a mayor cantidad de alimentos y menor calidad de los mismos (que resultan menos digeribles por el animal) se obtiene un aumento en la producción de metano.
Selección del Método
Para estimar las emisiones de CH4 procedentes de la fermentación entérica, las GR (IPCC-OECD-IEA, 1997), recomiendan multiplicar el número de animales en cada categoría de animales por un factor de emisión apropiado. La suma de estas emisiones proporciona la emisión total en esta categoría de fuente. Se considera una buena práctica utilizar una caracterización simple de la población de ganado como un marco para estimar las emisiones de CH4 en esta categoría de fuente, así como para las emisiones de CH4 y N2O procedentes del manejo del estiércol. La información principal acerca de esta caracterización aparece reflejada en las Tablas 4.1 y 4.2.
Las GR (IPCC-OECD-IEA, 1997) describen dos métodos generales para estimar las emisiones procedentes de la fermentación entérica:
Para la selección de los factores de emisión por defecto se utilizan datos acerca de las categorías de ganado y la producción de leche.
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Tabla 4.2. Desglose del ganado vacuno por edad1 y sexo. Cuba, año 1996.
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(kg) |
% |
% |
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Vacas en ordeño |
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0.0 |
Vacas |
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Terneras. |
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Terneros |
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Añojas |
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Añojos |
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Novillas |
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Toretes |
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Toros en ceba |
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Bueyes |
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Sementales |
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Total |
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Selección de los Factores de Emisión
Cuando se aplica el método Tier 2, los factores de emisión
son estimados para cada categoría de animal utilizando los datos
de la caracterización de la población de ganado. Para la
determinación del factor de emisión en cada categoría
de animal - y sobre la base de un año
completo- se utiliza la ecuación:
Donde:
FE = factor de emisión, (kg CH4/cabeza/año).
GE = Entrada de energía bruta, (MJ/cabeza/día). Es la
cantidad de energía que requiere un animal para realizar sus actividades.
Ym = Tasa de conversión de metano. Es la fracción
de energía bruta en el alimento convertida a metano
La entrada de energía bruta, para las subcategorías de ganado vacuno/búfalos y ovejas, se calcula mediante la ecuación siguiente (GBP: IPCC, 2000):
Donde:
GE = Representa la energía bruta en MJ /día.
NEm = Representa la energía requerida por el animal
para su mantenimiento, MJ/día.
NEmovilizada = Es la energía neta debido a la pérdida
de peso, MJ/día.
NEa = Es la energía neta para la actividad del animal,
MJ/día.
NEl = Es la energía neta para la lactancia, MJ/día.
NEw = Es la energía para el proceso de trabajo, MJ/día.
NEp = Es la energía para el proceso de la preñez,
MJ/día.
NEg = Es la energía necesaria para el proceso de
crecimiento, MJ/día.
NEwool = Es la energía necesaria para producir lana
en un año(en el caso de las ovejas), MJ/día.
NEga/DE = Relación de la energía neta disponible
para el crecimiento en una dieta, a la energía digerible consumida.
DE/ 100 = Energía digerible expresada como un porcentaje de
la energía bruta.
La mayor parte de las diferentes energías consideradas en la ecuación anterior, se calculan también mediante ecuaciones que aparecen detalladas en las GBP (IPCC, 2000) y que constituyen una actualización a las incluidas en las GR (IPCC-OECD-IEA, 1997) con el objetivo de hacerlas aplicables a un mayor rango de especies/categorías de animales. En las GBP, se incluyen también valores por defecto para los diferentes coeficientes que se requieren para la aplicación de esas ecuaciones.
Por otra parte, el grado en que la energía es convertida en metano depende de varios factores interactivos del alimento y el animal. Al no disponer el equipo de inventario de resultados locales obtenidos sobre este aspecto, se utilizan los valores proporcionados en las GBP para los países en desarrollo. Hay que señalar que los valores obtenidos de Ym, para animales alimentados en pastos tropicales son escasos, aspecto que aumenta la incertidumbre del valor por defecto utilizado.
Para realizar los cálculos de los factores de emisión, se hicieron las consideraciones siguientes en cada una de las subcategorías (Tabla 4.3).
Tabla 4.3. Consideraciones para el tratamiento de cada subcategoría
de ganado y
factores de emisión por defecto y calculados.
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(kg) * |
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% |
MJ/día |
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Valores por defecto del IPCC |
(calculado) |
Vacas en ordeño |
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Vacas |
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Terneros |
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Terneras |
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Añojas |
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Añojos |
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Novillas |
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Toretes |
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Toros en ceba |
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Bueyes |
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130.560
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Sementales |
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Ovejas |
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Cabras en ordeño |
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Cabras |
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Caballos |
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Mulos |
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Burras |
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Burros |
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Puercas |
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Berracos |
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Como se aprecia, los valores obtenidos, mediante cálculo, para el ganado vacuno son ligeramente inferiores a los valores por defecto incluidos en las GR (IPCC-OECD-IEA, 1997) y para las ovejas, cabras, puercas y berracos los valores son muy cercanos. Para el caso de los caballos, mulos, burras y burros, se utilizan los FE de las GR y se aplica el método Tier 1 para el cálculo.
En la Tabla, 4.4 se presentan los resultados obtenidos en las emisiones de CH4 procedentes de la fermentación entérica para las diferentes subcategorías de animales tratadas en el inventario. Como se aprecia, corresponden al ganado vacuno las mayores contribuciones. La emisión total obtenida para 1996 es 156,8 Gg de CH4, valor cercano a la emisión recalculada para 1990 (157,76 Gg) y 1994 (158,95 Gg) utilizando el mismo método de estimación para estos años que el empleado para 1996. El método Tier 2, utiliza datos locales más detallados y con factores de emisión calculados - los que para el caso del ganado vacuno resultaron inferiores a los indicados por defecto en las GR (IPCC-OECD-IEA, 1997) y que fueron los aplicados, inicialmente, en los inventarios de 1990 y 1994. Además, en el método Tier 2, se utiliza una desagregación por edades del ganado vacuno, donde la población más joven tiene factores de emisión pequeños. En el método Tier 1, al no hacerse la desagregación por edades, se aplicaron los factores por defecto del IPCC a categorías más agregadas de ganado y con un valor general del factor de emisión más alto.
Tabla 4.4. Emisiones de CH4, procedentes de la fermentación entérica en el ganado doméstico.
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Evaluación de Incertidumbre
Como los factores de emisión, para el método Tier 1, no están basados en datos específicos del país, es improbable que sean conocidos con mayor seguridad que ± 30% y pueden ser inciertos hasta ± 50%. La incertidumbre, al utilizar el método Tier 2, dependerá de la seguridad de la caracterización efectuada del ganado doméstico y también del grado en el cual los métodos, para definir los coeficientes utilizados, se corresponden con las circunstancias nacionales. Los factores de emisión utilizados en el método Tier 2 es probable que estén en el orden de ± 20%.
4.2.2. Emisiones de Metano (CH4) y Oxido Nitroso (N2O) Procedentes de los Sistemas de Manejo del Estiércol
Emisiones de Metano (CH4)
A partir de las excretas de los animales domésticos, que están compuestas principalmente de material orgánico, pueden producirse emisiones de metano, encontrándose que las emisiones potenciales más importantes proceden del ganado vacuno y el porcino. Este metano es producido por la descomposición del estiércol en condiciones, fundamentalmente, anaerobias y la cantidad del mismo, que es emitido a la atmósfera, depende de varios factores tales como: la población animal, el promedio diario de sólidos volátiles excretados, la producción potencial de metano del estiércol y el sistema de manejo de ese estiércol, entre otros.
El sistema de manejo deviene en un factor de gran importancia, habida cuenta que a través del mismo pueden crearse las condiciones que implican una mayor o menor emisión de este gas sobre la base que propicie o no la descomposición anaerobia. En este sentido, puede plantearse que cuando el estiércol está tratado en forma líquida se produce una cantidad significativa de metano. Todo lo contrario ocurre cuando el manejo se realiza en forma sólida, ya que la descomposición se produce, fundamentalmente, en forma aeróbica y se emite poco o ningún metano.
Selección del Método
Las GR (IPCC-OECD-IEA, 1997) incluyen dos "Tiers" para estimar las emisiones de CH4 procedentes del estiércol del ganado doméstico. El enfoque Tier 1 es un método simplificado que para estimar las emisiones solamente requiere de los datos de población por categorías/especies de los animales y región climática. El enfoque Tier 2, es un método más detallado y se alienta su aplicación en los países donde una especie particular de ganado aporta un importante porcentaje de las emisiones. Este método requiere de información detallada sobre las características de los animales y la forma en que es manejado el estiércol. Sobre la base de esa información, se desarrollan factores de emisión que son específicos para las condiciones del país. El método a elegir también depende de la disponibilidad de datos y las circunstancias nacionales. Una buena práctica es utilizar el método Tier 2 donde resulte posible.
Selección de los Factores de Emisión
Dada la ausencia, en el país, de mediciones de campo de las emisiones procedentes de esta categoría de fuente, en el inventario se desarrollan factores de emisión Tier 2 para las categorías de animales que resultó factible. Para este objetivo, se necesitó determinar la masa de sólidos volátiles excretados por los animales (SV, en kg) junto con la capacidad máxima de producción de metano para el estiércol (Bo, en m3/kg de SV). Además, se obtuvo un factor de conversión de CH4 (MCF) para cada sistema de manejo del estiércol, que toma en cuenta la influencia del clima sobre la producción de metano.
En el inventario las tasas de excreción de SV fueron estimadas a partir de los niveles de ingestión o entrada de energía bruta GE en los alimentos, determinados por el mismo sistema de ecuaciones indicado en la sección precedente. También, se abordó una estimación del factor de emisión para el manejo del estiércol generado por los cerdos, a partir de estudios realizados en Cuba ( Pérez, 20011). La tasa de excreción de sólidos volátiles fue estimada mediante la siguiente ecuación (GBP: IPCC, 2000):
Donde:
SV = Excreción de sólidos volátiles
por día, sobre la base del peso en materia seca (kg ms/día).
GE = Alimentación o promedio diario de entrada
de energía bruta en MJ/día.
DE = Energía digerible del alimento (digestibilidad
en %).
ASH = Contenido de ceniza del estiércol (en %).
Para estos parámetros, se utilizan los resultados obtenidos en el epígrafe previo. El contenido de ceniza del estiércol, para el ganado vacuno, se asume generalmente alrededor del 8% (IPCC, 1996). Para los cerdos, el valor por defecto de la digestibilidad es del 50% para los países en desarrollo y el contenido de ceniza 4%. Dada la ausencia de mediciones de campo, sobre este tema en el país, se utilizaron los valores por defecto para Bo proporcionados en las GR (IPCC-OECD-IEA, 1997) y para el MCF los valores revisados que aparecen en las GBP (IPCC, 2000).
En la ecuación 4.5, se muestra la forma en que fueron calculados los factores de emisión:
Donde:
FEi = Factor de emisión anual para la
población definida de ganado doméstico i, en kg.
SVi = Sólidos volátiles excretados
diariamente por un animal dentro de la población definida i, en
kg.
Boi = Capacidad máxima de producción
de metano para el estiércol producido por un animal dentro de la
población definida i, m3/kg de SV.
MCFijk = Fracción de estiércol
de la especie/categoría de animales i manejada utilizando el sistema
de manejo j en la región climática k.
De acuerdo con las prácticas fundamentales que se realizan en Cuba, los sistemas de manejo del estiércol, considerados en el inventario, son el sistema líquido y la deposición directa en praderas y pastizales.
Como puede apreciarse de la tabla, los FE calculados son, para algunas de las categorías de animales, menores que los indicados por defecto en las GR - especialmente para las vacas en ordeño, los bueyes y los cerdos, que tienen altas poblaciones. En otras categorías, los valores calculados y por defecto son aceptablemente cercanos.
Como se mencionó anteriormente, para el caso del manejo, en digestores, del estiércol de los cerdos, se procedió al cálculo adicional de un factor de emisión a partir de resultados obtenidos en el país. Una síntesis de las consideraciones y pasos seguidos en este cálculo, es la siguiente:
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(miles) |
(por defecto del IPCC) kg/cabeza/año |
(calculados) kg/cabeza/año |
t/año |
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* Se utiliza el valor por defecto del IPCC.
Evaluación de Incertidumbre
Se requiere del criterio de expertos para evaluar la incertidumbre en esta categoría de fuente. Las mayores fuentes de incertidumbres en esta, son la seguridad de los factores de emisión, la distribución de los sistemas de manejo del estiércol y los datos de actividad. Los valores por defecto pueden tener una gran incertidumbre para un país específico, pues es posible que no reflejen adecuadamente sus condiciones. De la información obtenida para la preparación del inventario, no pudo lograrse precisión sobre este aspecto.
Emisiones de Oxido Nitroso (N2O)
Se producen emisiones de N2O durante el almacenamiento y el tratamiento del estiércol antes de que este sea aplicado a la tierra. Estas emisiones proceden del nitrógeno contenido en el estiercol excretado por los animales.
En esta categoría de fuente, el término "estiércol" incluye tanto el excremento como la orina producidos por el ganado. Además, el término manejo del estiércol es utilizado como un nombre colectivo para todos los tipos de almacenamiento y tratamiento del estiércol. En este epígrafe se estima el Nitrógeno Excretado (Nex) de todos los sistemas de manejo, aunque debe señalarse, que las emisiones directas e indirectas correspondientes al abonado diario y a praderas y pastizales, no se reflejan aquí, sino en la categoría de fuente "Suelos Agrícolas".
Los sistemas de manejo del estiércol considerados en el inventario son el sistema líquido y la deposición directa en praderas y pastizales. El sistema líquido fue considerado a partir de que las excretas de los animales estabulados - vacas en ordeño, cerdos y aves- , son eliminadas mediante la limpieza con agua, y el resto del estiércol se considera depositado directamente sobre los suelos de pastoreo.
El cálculo de las emisiones de N2O procedentes del manejo del estiércol está basado en la siguiente ecuación de las GR (IPCC-OECD-IEA, 1997):
Donde:
(N2O-N)mm = Emisiones de (N2O-N) procedentes
del manejo del estiércol en el país (kg N2O-N/año).
N(T) = Número de cabezas por especies/categorías
de ganado (T) en el país.
Nex(T) = Promedio anual de excreción de N por cabezas
de especies/categoría T en el país (kgN/animal/año).
MS(T,S) = Fracción de la excreción total anual
para cada categoría/especie de ganado T que es manejada en el sistema
de manejo del estiércol S en el país.
FE3(S) = Factor de emisión de N2O para
el sistema de manejo del estiércol S en el país (kg N2O-N/kg
N) en el sistema de manejo del estiércol S).
S = Sistema de manejo del estiércol.
T = Especies/categoría de ganado doméstico.
Selección de Factores de Emisión
Para el cálculo de las emisiones, se utilizan los factores de emisión indicados en las Guías de Buenas Prácticas del IPCC (GBP: IPCC, 2000) y que actualizan a los indicados en las GR (IPCC,OECD,IEA, 1997). Para el cálculo del Nitrógeno Excretado (Nex) (Tabla 4.6) en las diferentes especies/categorías de animales, se utilizan los valores por defecto provisionales de excreción de N por cabeza de animal y del porcentaje de N en el estiércol indicados para América Latina en las GR (IPCC-OECD-IEA, 1997).
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Tipo de animal |
(miles) |
kg/cabeza/año |
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Vacas en ordeño |
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Cerdos |
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Aves |
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Sub total |
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Ganado no lechero |
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Ovejas |
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Cabras |
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Caballos |
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Mulos |
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Burros |
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Sub total |
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Total |
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En la Tabla 4.7, se resumen los resultados obtenidos acerca de las emisiones de N2O procedentes de los sistemas de manejo del estiércol, y que totalizaron 5,75 Gg en 1996. Debe recordarse, que la casi totalidad de estas emisiones, es decir las provenientes de la deposición directa en praderas y pastizales, no se reporta en este epígrafe, sino en el correspondiente a suelos agrícolas.
Tabla 4.7. Emisiones de óxido nitroso procedentes de los sistemas de manejo del estiércol. Cuba, año 1996.
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(kg N/año) |
(kg N2O-N/kg de N excretado) |
(Gg) |
(Gg) |
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* Valor que se reporta en este epígrafe. ** No se reporta en este epígrafe sino en suelos agrícolas.
Evaluación de Incertidumbre
Hay grandes incertidumbres asociadas con los factores
de emisión por defecto para esta categoría de fuente. De
los utilizados en el inventario, el del sistema líquido tiene un
rango de incertidumbre de -50 %/ +100 % y el correspondiente a praderas
y pastizales igual rango -50 %/ + 100 %. Los datos de actividad utilizados,
se consideran de calidad y con baja incertidumbre.
Durante el tiempo que dura el cultivo de arroz se origina gas metano como consecuencia de la descomposición anaerobia, por microorganismos del suelo, de la materia orgánica que queda bajo las aguas de anegamiento. El CH4 se produce mediante la reducción de CO2 con hidrógeno, reacción que depende de la cantidad de agentes donadores de hidrógeno y del tipo de suelo. En el proceso de anegamiento, el agua desplaza al oxígeno atrapado en los suelos, y la ausencia de este, favorece que los microorganismos metanogénicos descompongan los materiales orgánicos y produzcan metano.
Las emisiones de este gas varían mucho durante el crecimiento del cultivo y dependen fundamentalmente de la tecnología aplicada, de la fotosíntesis, de la respiración, de la temperatura, de la concentración de oxigeno en el medio (potencial Redox), la disponibilidad en los suelos de nutrientes - sobre todo orgánicos- , de las condiciones de insolación, y del tipo de suelo.
El metano producido en los campos de arroz se incorpora a la atmósfera por transporte difusivo a través de tres vías: por burbujeo en las aguas de anegamiento; por difusión desde la superficie del agua de anegamiento y a través de los tejidos de las plantas durante el crecimiento (parénquima de las plantas), considerándose esta última la vía más importante.
Selección del Método
Las GR (IPCC-OECD-IEA, 1997) indican un método para estimar las emisiones de CH4 procedentes de la producción de arroz que utiliza las áreas cosechadas en el año y factores de emisión basados en el área e integrados estacionalmente. En su forma más simple, el método puede implementarse utilizando datos de actividad del país y un factor de emisión simple. Este también puede modificarse para tomar en cuenta las diferentes condiciones en las que crece este cultivo y utilizando factores de emisión representativos de esas condiciones. De acuerdo al árbol de decisión correspondiente (Fig. 4.9 de las GBP (IPCC, 2000) y tomando en cuenta que esta no es una categoría de fuente clave para el país, las emisiones en el inventario se estiman utilizando un factor de emisión integrado estacionalmente y factores de escala para las enmiendas orgánicas. La ecuación básica para estimar la emisión, es como sigue:
Donde:
FEijk = Un factor de emisión integrado
estacionalmente para las condiciones i,j,k en g CH4/m2
Aijk = Area cosechada anual para las condiciones
i,j,k en m2/año. Para el año 1996 esta área
alcanzó un
valor de 149.1 x 107 m2.
i, j, k = Representan diferentes ecosistemas, regímenes
de manejo del agua y otras condiciones bajo las cuales las emisiones de
CH4 pueden variar (por ejemplo, adición de enmendantes
orgánicos).
Dada la ausencia de mediciones de campo de las emisiones
procedentes de esta fuente, primero se procede a obtener un factor de emisión
integrado estacionalmente para los campos completamente inundados sin enmiendas
orgánicas (EFc). Este factor es utilizado como un punto
de partida y mediante el uso de factores de escala se procede a su ajuste
tomando en cuenta las diferentes condiciones. El factor de emisión
ajustado puede entonces ser determinado utilizando la siguiente ecuación:
Donde:
FEi = Factor de emisión integrado, ajustado
estacionalmente para un área particular de cosecha.
EFC = Factor de emisión integrado estacionalmente
para campos continuamente anegados sin enmiendas orgánicas. Se utiliza
12 g CH4/m2, valor seleccionado a partir de los reportados
para la India en las GR (IPCC-OECD-IEA, 1997) tomando en cuenta consideraciones
climáticas y de género de vida analizadas. Este valor es
inferior al utilizado, inicialmente, en los inventarios de 1990 y 1994
(20 g CH4/m2) que correspondía a la media
aritmética de los factores incluidos en las GR y que se recomienda
como valor por defecto si no está disponible otra información.
En el recálculo de las emisiones correspondientes a 1990 y 1994
en esta categoría de fuente, se utilizó el valor seleccionado
para el año 1996.
SFW= Factor de escala para contabilizar las diferencias en ecosistema y régimen de manejo del agua (se utiliza 0,2 que es el valor por defecto para los campos de arroz anegados intermitentemente y con aireación múltiple).
SFO = Factor de escala de acuerdo al tipo y
cantidad de enmendante aplicado (1,5)
SFS = Factor de escala para el tipo de suelo
si está disponible (1)
A partir de los valores anteriores, se obtuvo un factor de emisión integrado, ajustado estacionalmente de 3,6 g CH4/m2 el que sustituido en la ecuación 4.7 proporciona una emisión de 5,39 Gg. Este valor de emisión, es ligeramente inferior a las emisiones del año base 1990 (5,58 Gg) pero ya superior a la cantidad emitida en 1994 (3,5 Gg).
4.4. Emisiones de Gases de Efecto Invernadero Producidas por la Quema Prescrita de Sabanas y Pastizales
En Cuba esta práctica está institucionalmente prohibida por lo que estas emisiones ocurren solo cuando se producen fuegos accidentales o furtivos. El Equipo de Inventario no dispuso de la información cuantificada necesaria para calcular las emisiones desde esta categoría de fuente, aunque se estima que su peso relativo en el inventario es pequeño.
4.5. Quema en el Campo de Residuos Agrícolas
La agricultura en cualesquiera de sus manifestaciones genera una gran cantidad de residuos, siendo una de las formas de su eliminación la quema de los mismos en el campo. Otras variantes son el uso de tales residuos como alimento para el ganado y otros animales, o su incorporación al suelo como nutrientes orgánicos para favorecer el crecimiento y desarrollo de las siembras.
En Cuba la quema de residuos, al igual que la quema de sabanas y pastizales, esta institucionalmente prohibida como práctica común y solo en casos excepcionales es admitida y realizada, además de las que se producen de forma furtiva. No pudo obtenerse la información relativa a las quemas de residuos - especialmente caña de azúcar- y por este motivo no se estiman - en este inventario- las emisiones desde esta categoría de fuente.
4.6. Emisiones de Gases de Efecto Invernadero Procedentes de los Suelos Agrícolas
Se acepta, que los suelos agrícolas constituyen una fuente importante desde donde se emiten gases nitrogenados entre ellos el GEI N2O. En esta sección se calculan las emisiones directas de N2O procedentes de los suelos agrícolas, las emisiones directas de N2O de los suelos dedicados a la producción animal y las emisiones indirectas de N2O procedentes del nitrógeno utilizado en la agricultura. Como es conocido, la incorporación de nitrógeno al suelo puede ser el resultado de:
4.6.1. Emisiones Directas de N2O desde los Suelos Agrícolas
Como se mencionó anteriormente, el N2O es producido naturalmente en los suelos mediante los procesos microbianos de nitrificación y desnitrificación. No obstante, diferentes actividades agrícolas adicionan N a los suelos incrementando la cantidad de este elemento disponible para esos procesos microbianos y al final incrementando también la cantidad de N2O emitido. Hacia estos aspectos de influencias humanas, en esta categoría de fuente, se centran las estimaciones de emisiones en el inventario.
Selección del Método
El enfoque descrito en las GR (IPCC-OECD-IEA, 1997) para estimar las emisiones directas de N2O procedentes de los suelos agrícolas, debido a la aplicación de N y otras prácticas agrícolas, contabiliza las entradas de N al suelo mediante la aplicación de: fertilizantes sintéticos (FSN) y estiércol animal (FAM); el cultivo de cosechas fijadoras de nitrógeno (FBN); la incorporación de residuos de cosechas hacia los suelos (FCR); y mineralización del nitrógeno del suelo debido al cultivo de suelos orgánicos (histosoles) (FOS). Como las GR tratan de forma separada las emisiones indirectas y directas, la porción de N en el fertilizante sintético y el estiércol animal que se volatiliza después de la aplicación, es sustraída desde las cantidades aplicadas, y el N2O que es eventualmente emitido desde esta volatilización, es incluido como parte de las emisiones indirectas (GBP: IPCC, 2000).
De acuerdo con el árbol de decisión correspondiente (Fig. 4.7 GBP: IPCC, 2000), tanto los métodos disponibles Tier 1 a y Tier 1 b son consistentes con buenas prácticas. A partir del análisis de este árbol, en el inventario se estiman las emisiones aplicando el método Tier 1b utilizando FE por defecto, ya que en el país no se cuenta con valores rigurosamente documentados de los factores de emisión. Las ecuaciones del método Tier 1 b representan un aumento de precisión con relación a las existentes en las GR (IPCC, OECD,IEA, 1997), que aquí se consideran como Tier 1 a. La ecuación utilizada, tiene la siguiente expresión:
Donde:
N2ODirectas-N = Emisiones de N2O
en unidades de Nitrógeno.
FSN = Cantidad anual de fertilizante sintético
de nitrógeno aplicado a los suelos, ajustado para contabilizar la
cantidad que se volatiliza como NH3 y NOx (valor
estimado 443,88 x 106 kg N/año).
FAM = Cantidad anual de nitrógeno en
el estiércol animal intencionalmente aplicado a los suelos, ajustado
para contabilizar la cantidad que se volatiliza como NH3 y NOx
(143 890.22 kg N/año).
FBN = Cantidad de nitrógeno fijado
por cultivos fijadores de nitrógeno, cultivados anualmente (1071377
kgN/año).
FCR = Cantidad de nitrógeno en los
residuos de cosecha retornados a los suelos anualmente (1 158 892,334 kg
N/año).
FOS = Area de suelos orgánicos cultivada
anualmente. Se consideró igual a cero por no ser significativa en
el país.
FE1 = Factor de emisión para las emisiones
derivadas de las entradas de N (kg N2O-N/ha/año (0,0125
kg N2O-N/ha/año).
FE2 = Factor de emisión para las emisiones
procedentes del cultivo de suelos orgánicos (16 kg N2O-N/ha/año).
FEi = Factores de emisión desarrollados
para las emisiones de N2O procedentes de la aplicación
de fertilizantes sintéticos y estiércol animal bajo diferentes
condiciones i (0,0125 kg N2O-N/ha/año).
La evaluación de algunas de las variables descritas anteriormente, se realiza por sus correspondientes ecuaciones que aparecen descritas en las GBP (IPCC, 2000). Para los casos que procede, aparece el valor resultante de su cálculo entre paréntesis junto con los valores de los factores de emisión seleccionados y otras cantidades utilizadas. El resultado obtenido de esta estimación arrojó que las emisiones directas, en esta categoría de fuente, fueron 8.89 Gg N2O en 1996. Esa emisión es muy inferior a la reportada para el año base 1990 (34,54 Gg) e inferior a la de 1994 (10,75 Gg). Esta reducción de las emisiones a partir de 1990, es una consecuencia de la aguda disminución en el uso de fertilizantes sintéticos así como en el aporte de los residuos de las cosechas.
Evaluación de Incertidumbre
Las incertidumbres en la anterior estimación, están relacionadas tanto con los factores de emisión como con los datos de la actividad, la agregación espacial y la ausencia de información sobre prácticas agrícolas específicas. Como las incertidumbres para esta categoría de fuente son provocadas por muchos factores diferentes, las incertidumbres necesitan ser estimadas utilizando criterios de expertos. De la información captada no pudo obtenerse mayor precisión sobre este aspecto.
4.6.2. Emisiones de N2O de los Suelos Procedentes del Pastoreo de Animales
En este epígrafe, se indican solamente las emisiones procedentes de praderas y pastizales, las que de acuerdo a los estimados efectuados en el epígrafe 4.2.2, Tabla 4.7 correspondieron a 5,75 Gg N2O.
4.6.3. Emisiones Indirectas de N2O Procedentes de los Suelos Agrícolas
Como se mencionó con anterioridad, además de por vía directa, las emisiones de N2O desde los suelos agrícolas ocurren también por vías indirectas. Estas vías incluyen la lixiviación y el escurrimiento - hacia los sistemas acuáticos- , del N aplicado, así como su volatilización como amoniaco (NH3) y óxidos de nitrógeno (NOx) seguidas por la deposición como amonio (NH4) y NOx en los suelos y las aguas.
Elección del Método
El método descrito en las GR (IPCC-OECD-IEA, 1997)
para estimar las emisiones indirectas de N2O provenientes del
N utilizado en la agricultura, describe cinco vías diferentes mediante
las cuales las entradas antrópicas de N están disponibles
para la formación de N2O (GBP: IPCC, 2000). De ellas,
la ecuación para la estimación de las emisiones tiene de
la forma siguiente:
Donde:
N2Oindirectas-N = Emisiones de N2O
en unidades de nitrógeno.
N2O(G) = N2O producido
a partir de la volatilización del N aplicado en los fertilizantes
sintéticos y el estiércol animal y su subsecuente deposición
atmosférica como NOx y NH4 (0,493 Gg N2O-N).
N2O(L) = N2O producido
desde la lixiviación y el escurrimiento del N en el fertilizante
aplicado y el estiércol animal (0,37 Gg N2O-N/año).
N2O(S) = N2O producido
desde la descarga de aguas albañales humanas en los ríos
y estuarios (kg N/año) (la emisión de esta componente es
reportada en el Módulo Desperdicios).
Para la estimación de las diferentes componentes de la ecuación 4.11, y al igual que en el epígrafe anterior, se presentan dos métodos de estimación. El primero (Tier 1 a) corresponde al método incluido en las GR (IPCC-OECD-IEA, 1997) y el Tier 1 b corresponde a una nueva ecuación incluida en las GBP (IPCC, 2000), aunque la aplicación del Tier 1 a se considera aceptable y fue el método utilizado en el inventario.
Para la evaluación de las componentes de la ecuación 4.11 se aplican las diferentes ecuaciones indicadas en las GPB (IPCC, 2000). Los resultados de los cálculos efectuados, por esas ecuaciones, se indicaron entre paréntesis en la descripción anterior de dichos términos. En el año 1996 se emitieron un total de 7,07 Gg de N2O como emisiones indirectas a partir de la volatilización de N aplicado y su subsecuente deposición atmosférica, así como por su lixiviación y escurrimiento.
Evaluación de Incertidumbre
La información disponible en la actualidad sobre los diferentes factores que se utilizan en los cálculos, así como sobre las fracciones que participan en la lixiviación y la volatilización es muy escasa y altamente variable. Los criterios de expertos indican que las incertidumbres de los factores de emisión, son al menos de un orden de magnitud y las fracciones de volatilización cercanas a ± 50%. Los datos de actividad utilizados se consideran de calidad y se les asigna una incertidumbre estimada del ± 5 %.
El total de emisiones de N2O procedentes de los suelos agrícolas, en el año1996, se estimó evaluando la ecuación 4.9 y correspondió a 21,72 Gg de N2O.
4.7. Resumen de las Emisiones del Módulo Agricultura
Los resultados generales obtenidos para el módulo agricultura se muestran en la Tabla 4.8. Como puede observarse, la mayor emisión correspondió al metano, en buena medida procedente de la fermentación entérica. En la Tabla 4.9 se presenta un análisis comparativo de las emisiones en 1996 con relación a las obtenidas para el año base 1990 y el año 1994.
Tabla 4.8. Emisiones totales de GEI en el módulo agricultura (Gg). Cuba. Año 1996.
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Doméstico |
Fermentación Entérica |
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Manejo del Estiércol |
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Arrozales Anegados |
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NO- No ocurre. NE – No estimado (corresponde a las emisiones procedentes de las quemas de caña de azúcar, información que no resultó posible de obtener para efectuar los cálculos). NA – No aplicable. 1) Corresponde a las emisiones del sistema líquido, pues las procedentes de praderas y pastizales se reportan en suelos agrícolas.
Tabla 4.9. Análisis comparativo de las emisiones
en 1996 en relación con las obtenidas para
el año base 1990 y el año 1994 (Gg).
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NE- No estimado por falta de información (corresponden a las emisiones procedentes de la quema de campos de caña de azúcar.