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Las emisiones de amoníaco (NH3) en el sector agrícola de la Unión Europea (UE) en 2020 fueron de 3.2 Mt, un 96.6% de las emisiones totales de este gas, de las cuales se estima que un 67% debido a gestión de deyecciones ganaderas, con una ligera bajada del 5% respecto 2008. Mientras que las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) totales en la UE bajaron un 27% en el periodo 2008-2020, las correspondientes al sector agrícola se han mantenido casi inamovibles alrededor de los 465 Mt de CO2 eq/año, un 16.9% del total de emisiones en 2020, siendo el metano (CH4) responsable del 44.5% de estas emisiones. Urge reducir estas emisiones para luchar contra el calentamiento global y sus efectos.
El nitrógeno total y amoniacal en los purines es relativamente fácil de medir, y así estimar el volumen a aplicar a una parcela en función de las necesidades del cultivo y cumplir con la Directiva Nitratos. Por el contrario, el nitrógeno, en forma de amoníaco (NH3) o de óxido nitroso (N2O) y el metano (CH4) no son tan simples de medir, son como unos enemigos invisibles ante nuestra mirada.
Enemigos porque son gases que respiran los animales y les afecta, si las deyecciones se almacenan en fosos bajo slat; porque con el nitrógeno volatilizado disminuye el valor fertilizante y económico de los purines; porque con las emisiones de CH4 se reduce el potencial de producir biogás con fines energéticos y económicos; o porque estos gases tienen efectos ambientales negativos, producen lluvia ácida en el caso del NH3 y de los óxidos de nitrógeno, y tienen efecto invernadero, unas 25 veces más que el CO2 para el CH4 y 298 veces más para el N2O. Evitar las emisiones de NH3, N2O y CH4 ha de formar parte de los objetivos de mejora de la gestión de las deyecciones ganaderas.
Las reacciones más importantes que tienen lugar en el tanque estercolero, o en la fosa inundada, que afectan a las emisiones se ilustran en la figura.
Figura. Esquema simplificado de las reacciones que afectan a las emisiones de NH3 y CH4
La principal fuente de nitrógeno amoniacal es la urea, seguida de la descomposición anaerobia de materia orgánica con contenido proteico. El nitrógeno amoniacal se encuentra en el medio líquido en forma ionizada (NH4+) y en forma de NH3. El equilibrio NH4+/NH3 depende del pH y de la temperatura; al subir la temperatura o el pH el equilibrio se desplaza a la derecha (según se indica en la Figura), formándose más NH3, el cual es volatilizable.
El origen del CH4 es la descomposición anaerobia de materia orgánica. Cuantos más sólidos volátiles (SV) digestibles contenga la materia orgánica en los purines, más CH4 puede producirse.
Un tercer gas que se emite es dióxido de carbono (CO2), el cual no computa como gas de efecto invernadero por ser de origen biogénico. En el medio líquido este gas se encuentra en equilibrio con el bicarbonato (CO3H-), el cual permite regular el pH del medio. Cuando los protones (H+) que intervienen en las reacciones indicadas se acumulan, podría bajar el pH, pero en este caso el equilibrio del CO2/CO3H- se desplaza a la izquierda y se emite CO2, lo cual ayuda a mantener el pH alrededor de la neutralidad o ligeramente superior. Esto afecta negativamente al consumo de ácido si se desea acidificar los purines para evitar la emisión de NH3.
Las emisiones directas de N2O tienen lugar como resultado de reacciones de oxidación de amonio a nitritos o nitratos, o reducción de estos a N2 gas. Estas reacciones pueden producirse de forma controlada en sistemas biológicos NDN (nitrificación – desnitrificación) o de forma incontrolada en superficies rugosas expuestas a la atmosfera (balsa con costra natural, pilas de fracción sólida separada, …). Del NH3 que se volatiliza, se considera que el 1% se oxida a N2O en la atmosfera (emisiones indirectas).
