Secuestro De Carbono En El Suelo: Descubriendo Su Potencial

¿Qué Es El Secuestro De Carbono En El Suelo?

El secuestro de carbono en el suelo (SOC), también denominado secuestración de carbono, es el proceso de transferir CO2 de la atmósfera al suelo en forma de carbono orgánico. El secuestro de carbono en el suelo comienza con la fotosíntesis, en la que las plantas convierten el dióxido de carbono atmosférico en compuestos orgánicos. A continuación, estos compuestos se incorporan al suelo a través de los residuos vegetales y los exudados radiculares.

El secuestro de carbono en el suelo hace referencia a la parte de este elemento contenida de la materia orgánica del suelo, procedente no sólo de las plantas, sino también de los animales y los microorganismos. Otra fuente de estos compuestos son los subproductos de la actividad animal y microbiana.

El proceso del secuestro de carbono en el suelo continúa a medida que los compuestos orgánicos se incorporan a la tierra en forma de plantas muertas o las hojas. Estos materiales acaban descomponiéndose y transformándose con la ayuda de organismos subterráneos.

Dado que al aumentar el contenido de carbono orgánico podemos absorber eficazmente el CO2 del aire (un importante gas de efecto invernadero que atrapa el calor en la atmósfera), el secuestro de carbono en el suelo también resulta ser una forma natural de mitigar el impacto del cambio climático.

Potencial De Secuestro De Carbono En El Suelo

Utilizar la técnica de secuestro para mitigar el cambio climático alberga un inmenso potencial. Hoy en día, los agricultores y las empresas agrícolas pueden emplear diversas estrategias para potenciar este proceso:

• Labranza de conservación. La labranza tradicional expone la materia orgánica del suelo al oxígeno, lo que favorece su descomposición y libera CO2 y otros gases de efecto invernadero. Por su parte, la labranza de conservación busca una alteración mínima, lo que ayuda a retenerlo.
• Rotación de cultivos y diversificación. Esta práctica puede mejorar los niveles de secuestro de carbono en el suelo, variando la cantidad y el tipo de residuos vegetales que se integran en él. Los distintos cultivos tienen estructuras radiculares y patrones de crecimiento diferentes, lo que puede influir en la retención en el suelo.
• Cultivos de cobertura. El trébol, las judías, los guisantes y otros cultivos de cobertura plantados después de la cosecha principal ayudan a que el carbono penetre en el suelo durante todo el año. Estos cultivos pueden usarse como “abono verde”, añadiendo aún más cantidad.
• Aplicaciones de fertilizante orgánico. El compost y el estiércol pueden mejorar significativamente el secuestro de carbono en el suelo y mejorar las medidas de control de la erosión, como la labranza y el cultivo en terrazas. Estas aplicaciones aumentan la materia orgánica del suelo, lo que mejora su estructura y aumenta su capacidad de absorber y retener agua. Por ejemplo, los cultivos perennes, que no mueren cada año, desarrollan raíces profundas que ayudan a los suelos a almacenar más cantidad.

Sin embargo, el potencial de secuestro de carbono en el suelo está influido por los controles locales sobre los procesos del ecosistema, como la infiltración de las precipitaciones, la temperatura y erosión del suelo o la deposición de sedimentos. Estos factores pueden variar a escala local debido a la heterogeneidad del paisaje, afectando a las tasas de captura y pérdida de carbono en el suelo y dando lugar a diferencias en la cantidad a lo largo de los gradientes topográficos ^{James A, Thompson, Randall K. Kolka (2005). Soil carbon storage estimation in a forested watershed using quantitative soil-landscape modeling. Soil Science Society of America Journal 69:1086-1093. https://doi.org/10.2136/sssaj2004.0322.}. Por ejemplo, la posición de la pendiente influye en la humedad del suelo y en los niveles de nutrientes, con el consiguiente impacto en el crecimiento de las raíces de las plantas, que puede tener consecuencias en el secuestro de carbono en el suelo ^{Joan G. Ehrenfeld, Eric Kaldor, Robert W. Parmelee (December, 1992). Vertical distribution of roots along a soil toposequence in the New Jersey Pinelands. Canadian Journal of Forest Research. 22(12): 1929-1936. https://doi.org/10.1139/x92-252.}.

El potencial de secuestro de carbono en el suelo puede determinarse conociendo tanto las existencias históricas en el suelo bajo la vegetación natural antes de la conversión a otros usos, como la influencia de esos usos del suelo en la pérdida de carbono. Los cambios en el uso y la gestión del suelo que se traducen en un aumento de los aportes o en una disminución de las pérdidas pueden reducir el déficit y potenciar el secuestro de carbono en el suelo.

Los científicos estiman que los suelos, principalmente los agrícolas, podrían secuestrar cada año más de mil millones de toneladas adicionales de carbono ^{Soil-Based Carbon Sequestration. (April 15, 2021). The MIT Climate Portal.}. Los pastizales presentan una oportunidad significativa para el secuestro de carbono orgánico, con el potencial de absorber unos 6.500 millones de toneladas métricas al año, lo que equivale aproximadamente a compensar las emisiones anuales de más de 1.400 centrales eléctricas de carbón ^{Sha, Z., Bai, Y., Li, R. et al (Jan 18, 2021). The global carbon sink potential of terrestrial vegetation can be increased substantially by optimal land management. Communications, Earth & Environment 3, 8 (2022). https://doi.org/10.1038/s43247-021-00333-1.}. En cuanto a las tierras de cultivo, podrían secuestrar entre 0,90 y 1,85 mil millones de toneladas métricas al año, lo que representa entre el 26 y el 53% del objetivo fijado por la Iniciativa “4 por 1000”, una estrategia mundial para aprovechar el suelo en aras de mitigar el cambio climático ^{Zomer, R.J., Bossio, D.A., Sommer, R. et al (Sept 15, 2021). Global Sequestration Potential of Increased Organic Carbon in Cropland Soils. Scientific Reports 7, 15554 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-15794-8.}.

Cómo Medir El Secuestro De Carbono En El Suelo

Medir el secuestro de carbono en el suelo es un paso crucial para agricultores y empresas agrícolas que deseen obtener beneficios económicos por sus esfuerzos. Para ello, deben emplear estrategias de muestreo cuidadosas y llevar las muestras a un laboratorio para determinar su contenido de carbono orgánico.

El secuestro de este elemento no es una tarea sencilla, ya que el muestreo requiere un enfoque sistemático para garantizar que las muestras sean representativas de todo el campo.
Una vez que las muestras llegan al laboratorio, se someten a un complejo proceso para medir y verificar el contenido de carbono. Esto implica diferentes técnicas y metodologías, ya que los niveles pueden variar significativamente, tanto a lo largo del tiempo como en las distintas zonas del campo. Por ejemplo, el contenido puede variar entre las capas superficiales del suelo y las capas del subsuelo, e incluso dentro de la misma capa puede variar en función del tipo de suelo, el clima y las prácticas de gestión.

A partir de los resultados de laboratorio, se realizan estimaciones del secuestro de carbono en comparación con el estado de referencia. Sin embargo, dada la complejidad de la dinámica del secuestro de carbono en el suelo, estas estimaciones suelen ir asociadas a un cierto grado de incertidumbre.

Para superar este problema, los científicos utilizan diversos modelos de estimación del cambio. Algunos de ellos simulan los procesos que intervienen en el ciclo del carbono en el suelo, como la descomposición de la materia orgánica, la adición procedente de los residuos vegetales y su pérdida por respiración. Otros se basan en relaciones ya observadas entre el carbono orgánico en el suelo y los factores que influyen en él y utilizan técnicas estadísticas para predecir los cambios en el secuestro de carbono en el suelo a partir de datos históricos.

También existen modelos híbridos que combinan elementos de modelos empíricos y de modelos basados en procesos. Estos modelos aprovechan los puntos fuertes de ambos enfoques, proporcionando estimaciones más precisas y fiables de los efectos del secuestro de carbono en el suelo.

Dado que las empresas quieren conocer los posibles beneficios antes de embarcarse en cualquier nueva aventura, pueden prever la cantidad secuestrada utilizando modernas soluciones de análisis de datos satelitales basadas en IA. Para ello, necesitan tomar muestras del suelo para que el modelo analítico pueda utilizarlas como referencia.

Transcurrido cierto tiempo (cuanto más, mejor para que los cambios sean más perceptibles), el usuario solo tendrá que volver a tomar el 10% de las muestras iniciales para validar el modelo. Este enfoque reduce significativamente el tiempo y el coste asociados al muestreo del suelo, lo que lo convierte en la opción más factible para las empresas.

Inventos E Investigaciones Actuales Y Futuras En El Secuestro De Carbono Orgánico En El Suelo

El campo del secuestro de carbono en el suelo evoluciona rápidamente, con numerosos estudios de investigación y avances tecnológicos que contribuyen a nuestra comprensión y capacidad de aprovechar esta poderosa herramienta para mitigar los cambios en el clima mundial.

Un área de interés es el potencial de los pastizales en la captura de carbono en el suelo. Un estudio publicado en Science destacaba que los pastizales del mundo podrían capturar entre 2.300 y 7.300 millones de toneladas de CO2 al año mediante la restauración de la biodiversidad, la mejora de la gestión del pastoreo y la implantación de la siembra de leguminosas en dichos pastizales ^{Yongfei Bai, M. Francesca Cotrufo (2022). Grassland soil carbon sequestration: Current understanding, challenges, and solutions. Science, Vol 377, Issue 6606. https://doi.org/10.1126/science.abo2380.}.

También se está estudiando la restauración de los ecosistemas de pastizales como medio para acelerar el secuestro de carbono. Las investigaciones indican que los suelos almacenan cantidades climáticamente significativas de este elemento en forma de materia orgánica, unas 2,3 veces más que el carbono del CO2 atmosférico y 3,5 veces más que el de todos los organismos vivos ^{Yang, Y., Tilman, D., Furey, G. et al. Soil carbon sequestration accelerated by restoration of grassland biodiversity. Nat Commun 10, 718 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-08636-w.}.

Otro importante campo de investigación es el papel de los fertilizantes en el secuestro sostenible de carbono en el suelo. Un estudio publicado en Nature revela que ese secuestro suele requerir grandes cantidades de fertilizantes minerales, sobre todo para sustituir los nutrientes ^{Amelung, W., Bossio, D., de Vries, W. et al. Towards a global-scale soil climate mitigation strategy. Nat Commun 11, 5427 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-18887-7.}.

De cara al futuro, es probable que la investigación sobre el secuestro de carbono incluya una mayor exploración de los factores que influyen en las tasas de secuestro, el desarrollo de técnicas de medición y verificación más precisas y la creación de políticas e incentivos para fomentar la adopción de prácticas de secuestro de carbono en el suelo.

Gestión Del Secuestro De Carbono Y La Tecnología Moderna

La tecnología moderna, en particular el análisis de datos satelitales impulsado mediante inteligencia artificial, está desempeñando un papel fundamental en la superación de los retos que plantea la medición del secuestro de carbono en el suelo.

Las imágenes de satélite proporcionan datos de alta resolución sobre los niveles existentes en amplias zonas geográficas. Los modelos de IA analizan los datos históricos y actuales para predecir los cambios en los niveles de secuestro de carbono en el suelo en función de diversos factores, como el uso del suelo, el clima y las prácticas de gestión. La información proporcionada por los análisis impulsados por la IA puede orientar a los agricultores hacia prácticas más sostenibles y eficientes en relación con este elemento.

A mayor escala, datos fiables sobre la salud del suelo y el secuestro de carbono pueden servir de base a decisiones políticas que promuevan prácticas que ayuden a mitigar el cambio climático. Los avances tecnológicos también han llevado a la introducción de un mercado como forma de estimular el secuestro de carbono en suelos forestales y en la agricultura.

El Secuestro De Carbono Como Vía Hacia Un Futuro Más Verde

Cuanto más aprendemos sobre el carbono orgánico y su papel, más nos damos cuenta de su potencial para ayudarnos en nuestros retos medioambientales más importante. Aunque la ciencia del secuestro de carbono en el suelo evoluciona rápidamente, el potencial de la Tierra para secuestrar carbono es inmenso y apenas hemos empezado a aprovecharlo.

El viaje hacia un futuro más sostenible y consciente respecto al carbono es un reto, pero es un viaje que debemos emprender. Profundizando en nuestra comprensión del secuestro de carbono orgánico en el suelo, proporcionaremos los conocimientos y las herramientas necesarias para aprovechar el poder de la Tierra en beneficio de nuestro planeta y de las generaciones futuras.