la necesidad de una gestión integral de los nutrientes

30 NOVIEMBRE/DICIEMBRE 2021RETEMA

Xavier Flotats RipollProfesor Emérito de Ingeniería Ambiental Universidad Politécnica de Catalunya, UPC - BarcelonaTECH I www.upc.edu

e

La necesidad de unagestión integral de losnutrientes

l sector ganadero de la UE-28generó una producción con unvalor de 170.000 M€ en 2017,un 40% de la actividad agríco-

la, con una producción de 47 Mt decarne, siendo el segundo productor

mundial detrás de la China, y 160 Mtde leche, con una producción del or-den de 12 Mt de proteína. Es el primerexportador mundial de productos cár-nicos y lácteos, con un valor de 33.700M€ en 2019. El consumo de carne

aporta aproximadamente el 50% de laproteína en la dieta europea, con ten-dencia a la baja, pero a nivel mundialse prevé un crecimiento hasta 2050,sobretodo de productos avícolas y decerdo (Peyraud y MacLeod, 2020).

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El sector ganadero y sus industriasasociadas, como la de producción depiensos y las de procesado de los pro-ductos, ha fijado población en el mediorural y ha contribuido al equilibrio terri-torial en muchas regiones europeas,como Bretaña, Países Bajos, Cataluña,Dinamarca, norte de Alemania o Lom-bardía, por ejemplo, zonas en las que alo largo de los años se ha concentradoun conocimiento y una especializaciónque ha permitido innovación en genéti-ca, sanidad, manejo y alimentación, yunos índices productivos que han he-cho a Europa competitiva a nivel mun-dial. Europa no produce, especialmen-te en estas regiones, suficiente proteína

vegetal para alimentar a su cabaña ga-nadera, de manera que ha de recurrir alas importaciones para hacer frente a lademanda. A la importancia económicaque representa este sector en las regio-nes mencionadas y para la balanza co-mercial europea se contrapone su sos-tenibilidad ambiental; cuanto másexitosa es esta actividad, más deyec-ciones ganaderas quedan en el territo-rio de las regiones exportadoras, creán-dose problemas de excedentes localesde nutrientes en un contexto de flujo in-tercontinental. Lassaletta et al. (2014a)valoraron el flujo intercontinental de ni-trógeno (N) del año 2010 en 23,6 Mt Nen forma de diferentes productos agra-

rios, principalmente soja y sus deriva-dos (44%), siendo Europa importadorneto de 2,3 Mt N en 2009.

En la Figura 1 se muestra una simplifi-cación del ciclo del N relativo a la pro-ducción y consumo de carne en Europa,con el objetivo de aproximación a la im-portancia relativa del balance de este nu-triente. Los datos indicados en la Figura 1son estimados e indicativos de órdenesde magnitud, y no considera proteína ve-getal destinada a consumo humano.

El uso de fertilizantes nitrogenados desíntesis (nitrato amónico, urea,…) es delorden del 45%, mientras que los sub-productos orgánicos y las deyeccionesganaderas suponen un 40% (relación

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LA NECESIDAD DE UNA GESTIÓN INTEGRAL DE LOS NUTRIENTES

Figura 1. Aproximación simplificada al ciclo del nitrógeno relativo a la producción y consumo de carne en Europa. Fuente: Elaborado por el autor, con datos estimados a partir deinformación de las referencias que se citan

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53/47) de las entradas de N al sistemaagrícola europeo; el resto correspondea fijación biológica de nitrógeno por le-guminosas, deposición atmosférica yotras entradas en forma de material ve-getal de siembra. Los fertilizantes nitro-genados de síntesis se producen a par-tir de N2 atmosférico y gas naturalmediante el proceso Haber-Bosch. Elconsumo de fertilizantes nitrogenadosminerales fue de 10,2 Mt N en 2018 (EU-ROSTAT, 2021); su producción y poste-rior distribución supone una emisión es-timada de gases de efecto invernadero(GEI) de 4,57 kg CO2 eq/kg N (Giuntoliet al., 2017). La eficiencia media globalde la fertilización nitrogenada en la UEse sitúa en torno al 60%, el resto se pier-de por volatilización (amoníaco - NH3,óxido nitroso - N2O), lixiviación (nitratos- NO3-) y escorrentía. Estas pérdidas setraducen en graves problemas de con-taminación de la atmósfera y aguassubterráneas o superficiales.

La autosuficiencia de proteína vegetalpara alimentar la cabaña ganadera sesitúa alrededor del 80% en la UE, conun valor del 77% en 2019, por lo cual es-te año se importó un 23% de las necesi-dades de N para la producción de pien-sos (FEFAC, 2021). La eficiencia en lafijación de N en forma de proteína en lostejidos es del orden del 35% para cer-dos, menor en bovino y mayor en aves,el resto se evacúa de las explotacionesganaderas a través de las deyecciones.Según sea al manejo de estas, una par-te importante del N se emite en forma deNH3 y en menor medida de N2O. Lasemisiones en el sector agrícola de la UEen 2015 fueron de 3,75 Mt de NH3, un94% de las emisiones totales, de lascuales un 67% aproximadamente debi-das a la gestión de las deyecciones y elresto procedente de suelos agrícolas.Los porcentajes calculados por Bartrolíet al. (2005) de pérdidas de N en el sec-tor agrícola y ganadero en Cataluña fue-ron superiores a los estimados para elglobal de la UE.

La Directiva sobre techos máximosde emisión de gases contaminantes(EC, 2001), entre ellos el NH3, impulsa-ron diferentes medidas para reducirestas emisiones en la UE, tales comocubrir balsas de purines, reducción decabaña ganadera o reducción del con-sumo de fertilizantes minerales, consi-guiendo que la media de reducción en2015 respecto 1990 se situara en el24%, con valores que sobrepasan el40% para algunos países. Sólo un Es-

tado miembro, España, incrementó es-tas emisiones, en un 7% (EUROSTAT,2021). Paradójicamente, España im-porta el 60% de las necesidades deproteína vegetal para alimentación ani-mal y se ha convertido en el mayor pro-ductor de piensos compuestos y ex-portador de carne de cerdo de la UE(CESFAC, 2019; Molina, 2021).

Evitar las emisiones de NH3 de lasdeyecciones implica reducir problemassanitarios en los animales que lo respi-ran y aprovechar este nitrógeno parasubstituir fertilizantes de síntesis, conun potencial de ahorro en la UE de 9,5Mt CO2 eq/año de GEI, según datos de2015. Esta substitución presenta dificul-tades técnicas, debido a la mayor facili-dad de manejo de los fertilizantes mine-rales, y obliga a adoptar sistemas detransformación de las deyecciones ennuevos productos fertilizantes.

En la etapa de transformación por laindustria cárnica se producen pérdidasde proteína a través de productos noaptos para el consumo humano, resi-duos y aguas residuales. A partir de lasexportaciones de carne de cerdo de2019 se ha estimado una exportaciónde N en los productos cárnicos del26%. El porcentaje de N que llega alconsumidor, según los valores aproxi-mados estimados anteriormente, es del14%, valor coherente con estimacionesde Smil (2011) para países con un im-portante peso de la proteína animal enla dieta alimentaria.

En una persona adulta, con un pesocorporal estable, el N contenido en lostejidos se reemplaza, a diferencia de lasetapas de crecimiento, infancia y ado-lescencia, de modo que no se acumulay un balance corporal en una personaadulta sana resultaría en que todo el Ningerido es igual al nitrógeno excretadoen diferentes formas (sólida, líquida ogaseosa). En un estudio sobre los flujosde nitrógeno en el sector doméstico enAustria, Pierera et al. (2015) evaluaronque el N de los alimentos proteicos en-trados en un hogar medio salía un19,1% en la fracción orgánica de los re-siduos domésticos, un 80,6% a travésde las aguas residuales y el resto (0,3%)a través de la respiración. En un análisisprevio en Cataluña (Bartrolí, 2003), seobtuvo que un 74,8% del nitrógeno delas proteínas de los alimentos salía a tra-vés de las aguas residuales.

En definitiva, al final del ciclo de vidade las proteínas todo el nitrógeno deestas, en forma orgánica o amoniacal,se encuentra en las deyecciones gana-deras, en los residuos orgánicos, do-mésticos y de la industria alimentaria,en las aguas residuales, en las aguascontinentales en forma de nitratos, y enla atmosfera en forma de NH3 y N2O.Sólo la parte de los subproductos orgá-nicos residuales que se recicla comofertilizantes puede contribuir a la soste-nibilidad del sistema, pero si se mantie-



El sector del tratamientode efluentes residuales

aparece como estratégicopara la sostenibilidad del

sistema alimentario

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nen los hábitos de consumo y las efi-ciencias actuales, de transformación,de fertilización y de recuperación denutrientes, se depende de la produc-ción sintética de fertilizantes nitrogena-dos para mantener el ciclo. Son nece-sarios cambios estructurales en toda la

cadena y en los objetivos del sector deltratamiento de los efluentes residuales.El fósforo (P) tiene un comportamientoparecido, con el agravante que es unrecurso fósil con reservas limitadas yque no se puede producir de forma ar-tificial como el amoníaco.

El informe de 2019 del Grupo Inter-gubernamental de Expertos sobre elCambio Climático (IPCC, 2019), deacuerdo con simulaciones numéricas,apuntaba que las dietas equilibradasbasadas en alimentos de origen vege-tal y de origen animal producidos demanera sostenible en sistemas que ge-neran pocas emisiones de GEI presen-tan más oportunidades de adaptaciónal cambio climático y de mitigación desus efectos. Aunque en Europa la efi-ciencia de la producción de proteínaanimal es alta, a partir del análisis delas consecuencias que tendría aplicaruna dieta saludable, Poux y Aubert(2018) propusieron para 2050 reducirun 50% el consumo de proteína animal(60% de reducción de carne de cerdo)para conseguir un sistema agroalimen-tario sostenible y reducir un 40% lasemisiones de GEI. Otros estudios lle-gan a conclusiones similares en Esta-dos Unidos (Pimentel et al., 2008), perohay que hacer notar que no necesaria-mente se reducirá el consumo de ener-gía y las emisiones de GEI debidos a lacadena alimentaria en Europa actuan-do sólo sobre la dieta si los esquemasproductivos se mueven en un entornoglobal caracterizado por la balanza co-mercial y el flujo intercontinental de N.

En un contexto de economía circulardebe tenderse a maximizar las eficien-cias de todo el sistema y a recuperarlos macronutrientes y micronutrientesde todos los efluentes residuales, asícomo energía de estos. En este contex-to, el sector del tratamiento de efluentesresiduales aparece como estratégicopara la sostenibilidad del sistema ali-mentario. Sector en el que debería mo-dificarse la nomenclatura y objetivos,pasando del concepto “tratamiento”,que se identifica como método para re-ducir el impacto ambiental, al conceptode “procesado”, que se identifica comométodo para producir un producto finalcon utilidad y valor económico, adop-tando la estrategia tecnológica apropia-


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da. En definitiva, un nuevo sector pro-ductivo con los objetivos de producirenergía, recuperar nutrientes y reducirla dependencia de combustibles y ma-terias primas fósiles. Entre los subpro-ductos residuales, la gestión de las de-yecciones ha de formar parte íntegra dela producción animal, tan primaria co-mo la alimentación o el control sanitario,y estrechamente relacionada con estos.

En caso que se llegara a una recupe-ración significativa de recursos de lasdeyecciones, de los residuos orgánicosy de las aguas residuales, todavía seríanecesario mejorar las eficiencias de lafertilización con estos productos, a tra-vés de prácticas de agricultura de pre-cisión. Ya no sirve aplicar purines alcampo para suponer que se reciclanlos nutrientes, debe fertilizarse con puri-nes, modificando sus características ydosificando cómo y cuándo la eficien-cia de la fertilización sea máxima. Lanormativa al respecto debe obligar aactuar para conseguir unas altas cotasde eficiencia en la fertilización con de-yecciones (Foged, 2019), lo cual impli-ca procesarlas para aprovechar todosu potencial fertilizante. Introducir culti-vos intermedios (catch crops) y rotacio-nes con leguminosas también aumenta

la eficiencia global de la fertilización(Lassaletta et al., 2014b).

El biogás producido a partir de todoslos efluentes residuales de la cadenaalimentaria, y el biometano para su in-yección a la red, o el hidrógeno renova-ble, tienen la ventaja de reducir emisio-nes de GEI, favorecer la aplicación detécnicas de recuperación de nutrientesy la posibilidad de producir fertilizantesnitrogenados sintéticos substituyendoal gas natural (Feliu y Flotats, 2020),pero debe actuarse para reducir la de-manda de estos fertilizantes a fin deque estos recursos energéticos reno-vables puedan contribuir a aumentar

su aportación al sector alimentario,donde la penetración de la energía re-novable todavía es baja (Monforti-Fe-rrario y Pinedo Pascua, 2015).

El sector ganadero y cárnico ha derepensarse, mediante planes estratégi-cos a largo plazo. No es suficiente dis-poner de certificados de sostenibilidadpara la soja importada. Ha de ser ca-paz de adaptarse a demandas decre-cientes de proteína animal mientras au-menta los costes de producción deésta para asegurar que contribuye a laeconomía circular, a reducir sus emi-siones contaminantes y a prácticas efi-cientes de fertilización, pero con la res-ponsabilidad de ofrecer sus productospara contribuir a mitigar la pobreza ali-mentaria en el mundo. No deja de serun conflicto que puede llegar a ser dra-mático en las zonas geográficas quedependen económicamente de la acti-vidad, pero también un reto de futuro.Que la carne producida pueda etique-tarse con los datos de las emisionesocasionadas por su producción puedellegar a ser un elemento de competitivi-dad en el mercado mundial, si se haactuado para reducirlas.

La gestión de los nutrientes está enel núcleo de las dificultades para con-



La gestión de losnutrientes está en el

núcleo de las dificultadespara conseguir la

deseada circularidad ysostenibilidad del sistema

alimentario europeo

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seguir la deseada circularidad y soste-nibilidad del sistema alimentario euro-peo. Por ello, la estrategia Farm to Forkpropone un plan integral de gestión denutrientes (Integrated Nutrient Mana-gement Action Plan, INMAP), que seencuentra en fase de elaboración (EC,2020). Este ha de poder informar so-bre la actualización de sus balances yestimular el mercado de su recupera-ción y aprovechamiento, así como im-pulsar políticas de desarrollo e innova-ción para modificar esquemasproductivos que permitan la optimiza-ción de su balance.

La circularidad a la que desea ten-der la economía europea a través deapuestas valientes y obligatorias parala supervivencia humana, como el Pac-to Verde Europeo (Green Deal; EC,2019) y específicamente su estrategiaFarm to Fork, está lejos todavía de ha-cerse realidad, como se comprueba enla Figura 1. Con el Pacto Verde Euro-peo, se propone evolucionar hacia unaeconomía limpia y circular, neutra enemisiones de GEI, y restaurar la biodi-versidad, lo cual implica un impacto enel sistema alimentario global y nuevosretos (Triptolemos, 2021).

Pasar de una economía lineal, carac-terizada por el crecimiento económico,a una de circular, que se intuye perode la cual no hay experiencia, implicauna transición durante la cual convivennuevas tendencias con prácticas anti-guas, con conflictos, paradojas e incer-tidumbres, por lo cual es importantedefinir objetivos a corto, medio y largoplazo, y metodología para revisión delos avances utilizando los indicadoresadecuados, sabiendo que puede serfácil equivocarse. De entre estos indi-cadores no debe olvidarse el balancede nutrientes y que la nueva economíaha de implicar el bienestar y el desarro-llo humano. Conviene distinguir entrecrecimiento y desarrollo, porque pesea existir límites al crecimiento no tienepor qué haber límites al desarrollo.

REFERENCIAS

Bartrolí, J. (2003). Avaluació ambiental del cicle del

nitrogen a Catalunya: aplicació de l’anàlisi del flux

de substàncies. Tesi Doctoral. Universitat de Girona.

Bartrolí, J., Martín, M.J., Rigola, M. (2005). The

nitrogen balance for Catalan agriculture soils and

livestock sectors. International Journal of

Agricultural Resources Governance and Ecology 4:

123-132.

CESFAC (2019). España, líder europeo en la

producción de piensos. Confederación Española de

Fabricantes de Alimentos Compuestos para

Animales, 8 junio 2019.

https://cesfac.es/es/component/k2/item/11-espana-

lider-europeo-en-la-produccion-de-piensos

EC (2001). Directive 2001/81/EC of the European

Parliament and of the Council of 23 October 2001 on

national emission ceilings for certain atmospheric

pollutants.

EC (2019). The European Green Deal.

Communication from the Commission to the

European Parliament, the Council, the European

Economic and Social Committee and the Committee

of the Regions. COM/2019/ 640 final, Bruselas,

11.12.2019. EC (2020). A new Circular Economy

Action Plan, for a cleaner and more competitive

Europe. Communication from the Commission to the

European Parliament, the Council, the European

Economic and Social Committee and the Committee

of the Regions. COM/2020/98 final, Bruselas,

11.3.2020.

EUROSTAT (2021). Eurostat statistics explined. URL:

https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/,

Acceso: marzo 2021.

FEFAC (2021). Food and Feed 2020. European Feed

Manufacturers’ Federation, enero 2021,

https://fefac.eu/wp-

content/uploads/2021/03/FF_2020_Final.pdf.

Feliu, A., Flotats, X. (2020). Los gases renovables.

Un vector energético emergente. Publicaciones de la

Fundación Naturgy, Madrid.

Foged, H.L. (2019). Note about Danish policies on

agricultural biogas production and status for their

implementation. SuMaNu Platform, diciembre 2019.

https://www.organe.dk/docs/Danish_agricultural_bi

ogas_policies_and_status.pdf.

Giuntoli, J., Agostini, A., Edwards, R., Marelli, L.

(2017). Solid and gaseous bioenergy pathways:

input values and GHG emissions. Calculated

according to the methodology set in COM(2016)

767, Version 2. JRC Science and Policy Reports,

European Comission, Report EUR 27215.

IPCC (2019). Climate Change and Land. Panel

Intergubernamental de Expertos sobre Cambio

Climático. https://www.ipcc.ch/srccl/.

Lassaletta, L., Billen, G., Grizzetti, B., Garnier, J.,

Leach, A.M., Galloway, J.N. (2014a). Food and feed

trade as a driver in the global nitrogen cycle: 50-year

trends. Biogeochemistry 118: 225–241.

Lassaletta, L., Billen, G., Grizzetti, B., Anglade, J.,

Garnier, J. (2014b). 50 year trends in nitrogen use

efficiency of world cropping systems: the relationship

between yield and nitrogen input to cropland.

Environmental Research Letters 9: 105011–20.

Molina, C. (2021). China ya compra tanto cerdo

blanco a España como los 27 países de la UE juntos.

El País Economía, 22 marzo 2021.

https://cincodias.elpais.com/cincodias/2021/03/19/c

ompanias/1616164524_323843.html

Monforti-Ferrario, F., Pinedo Pascua, I. (2015).

Energy use in the EU food sector: State of play and

opportunities for improvement. JRC Science and

Policy Report EUR 27247 EN. Publications Office of

the European Union.

Peyraud, J.L., MacLeod, M. (2020). Future of EU

livestock: how to contribute to a sustainable

agricultural sector? European Comission,

Publications Office of the European Union,

Luxembourg, July 2020.

Pierera, M., Schröcka, A., Winiwarterb, W. (2015).

Analyzing consumer-related nitrogen flows: A case

study on food and material use in Austria. Resources,

Conservation and Recycling 101: 203–211.

Pimentel, D., Williamson, S., Alexander, C. E.,

Gonzalez-Pagan, O., Kontak, C., Mulkey, S. E.

(2008). Reducing energy inputs in the US food

system. Human Ecology 36: 459-471.

Poux, X., Aubert, P. M. (2018). An agroecological

Europe in 2050: multifunctional agriculture for

healthy eating. Findings from the Ten Years For

Agroecology (TYFA) modelling exercise. Study

(París: Iddri-AScA), núm. 09/18.

Smil, V. (2011). Nitrogen cycle and world food

production. World Agriculture 2: 9-13.

Triptolemos (2021). Informe sobre el impacto del

Green Deal desde un enfoque de sistema alimentario

sostenible. Fundación Triptolemos, diciembre 2021.

https://www.triptolemos.org/wp-

content/uploads/2021/12/INFORME-TRIPTOLEMOS-

IMPACTO-GREEN-DEAL.pdf


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la necesidad de una gestión integral de los nutrientes

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