Las vacas que pastan pacíficamente en las cercanías del instituto de investigación de ciencias agrícolas de Nueva Zelanda -AgResearch- se parecen a cualquier otra: caminan lentamente por los pastizales, con las cabezas inclinadas mientras muerden la hierba y dejan escapar suaves mugidos.

Pero algunos de estos animales no son como el ganado que puedes encontrar en otras granjas. Escondido, dentro de los estómagos de estas vacas, se está llevando a cabo un experimento que podría cambiar el planeta.

Se les ha dado una vacuna contra ciertos microbios intestinales que son responsables de producir metano mientras los animales digieren sus alimentos. El metano es uno de los peores gases de efecto invernadero, aproximadamente 25 veces más potente para atrapar el calor que el dióxido de carbono.

El objetivo de AgResearch es desarrollar esta vacuna, junto con otros métodos antimetano, para permitirnos seguir comiendo carne y productos lácteos mientras se reduce el impacto que la industria ganadera tiene en el medio ambiente. Lo que se podría definir como carne sin culpa y queso con la conciencia tranquila.

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Emisiones de metano

Las estimaciones varían, pero se calcula que el ganado es responsable de hasta el 14% de todas las emisiones de efecto invernadero derivadas de la actividad humana.

Junto con el dióxido de carbono, la agricultura genera otros dos gases en grandes cantidades: óxido nitroso de agregar fertilizantes y desechos al suelo, y metano.

Este último es expulsado en gran parte por los rumiantes, principalmente ovejas y ganado vacuno, y representa más de un tercio de las emisiones totales de la agricultura.

El rumiante promedio produce entre 250-500 litros de metano por día. A nivel mundial, el ganado es responsable de emitir el metano equivalente a 3,1 gigatoneladas de dióxido de carbono a la atmósfera anualmente.

Pero los científicos de AgResearch esperan que sea posible reducir la contribución que la ganadería está haciendo al calentamiento global.

Su enfoque se basa en el trabajo de Sinead Leahy, un microbiólogo de AgResearch adscrito al Centro de Investigación de Gases de Efecto Invernadero Agrícola de Nueva Zelanda.

El origen: microbios

El metano producido por los rumiantes proviene de alrededor del 3% de la gran cantidad de microbios que viven en el rumen, la primera sección del intestino.

Los organismos culpables pertenecen a un grupo llamado arqueas, y son capaces de vivir en entornos donde no hay oxígeno.

A través de un proceso conocido como fermentación entérica, estos microbios descomponen y fermentan los materiales vegetales que comen los animales, produciendo metano. Para liberar la presión que puede acumularse por la producción de este gas, los animales lo eructan.

Para eliminar las bacterias responsables, Leahy y sus colegas tuvieron que encontrar una manera de reproducir las condiciones libres de oxígeno del rumen en su laboratorio.

Usando la tecnología de ADN, pudieron secuenciar los genomas de algunas de las especies clave.

“Es esencial comprender qué hace que estos microbios sean diferentes de otros tipos que también son importantes para la digestión de los rumiantes”, dice Leahy.

Este trabajo permitió al equipo de AgResearch diseñar sistemáticamente vacunas dirigidas a varias especies de microbios al mismo tiempo.

“Hay alrededor de 12 o 15 especies en el subconjunto de arqueas que hemos tratado de atacar”, explica Peter Janssen, investigador principal del programa de mitigación de metano en AgResearch, quien ha identificado varios microbios productores de metano en el rumen de ovejas y vacas.

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Las pruebas

Administrada mediante una inyección, la vacuna está diseñada para estimular la producción de anticuerpos antiarqueas en la saliva de los animales, que luego llega al rumen a medida que estos tragan.

Hasta ahora, solo un pequeño número de vacas y ovejas ha recibido la vacuna en los ensayos realizados por el equipo de AgResearch. Pero el equipo ha recogido un buen nivel de anticuerpos en la saliva y también en el rumen y las heces, según el Consorcio de Investigación de Gases de Efecto Pastoral, el principal financiador de la investigación desde 2006.

Habiendo demostrado que los animales vacunados producen el anticuerpo, ahora están tratando de demostrar que esto realmente suprime la formación de metano.

Para probarlo, los animales deben permanecer en una cámara respiratoria, una gran caja transparente y prácticamente sellada, excepto por un flujo de aire fresco. Después se muestrea el contenido de metano en el aire que sale de la caja.

Los investigadores también están realizando mediciones fuera del laboratorio para replicar mejor lo que sucede en el campo. Una de las formas es mediante un comedero modificado en el que el animal pone su cabeza para comer.

“Mientras sus narices están en el comedero, un dispositivo dentro de este puede muestrear su aliento”, dice Janssen.

Aún más ingenioso es un dispositivo que se puede atar a la espalda de la vaca. “Tiene un pequeño tubo de plástico que termina justo por encima de la nariz del animal. Cuando el animal exhala, el dispositivo absorbe una muestra de su aliento”.

Ninguna de las técnicas se compara con la precisión de la cámara de respiración, pero ambas sirven para dar una idea de lo que sucede en un gran número de animales. Pero aún faltan pruebas definitivas de que la vacunación efectivamente reduce la cantidad de metano que expulsan las vacas.

La alimentación

Janssen y Leahy no son los primeros en intentar fabricar una vacuna contra los metanógenos, el término acuñado para cualquier microbio que produce metano.

Algunos científicos australianos lo intentaron en la década de los 90, pero no tuvieron éxito. El equipo de AgResearch confía en que su enfoque genético dará mejores resultados.

Pero la vacunación no es la única idea para “limpiar” el aliento de las vacas. Los animales no producen la misma cantidad de metano, y al menos parte de esta variación es atribuible a diferencias genéticas.

Eileen Wall, jefa de investigación en la Universidad Rural de Escocia, explica que esto ofrece posibilidades para la cría selectiva de animales que producen menos metano.

Wall ve esto no como algo que se debe hacer de forma aislada, sino como parte de un programa de cría más amplio para desarrollar ovejas y vacas más saludables y más eficientes. Ambos atributos también reducen los gases de efecto invernadero generados por unidad de carne y leche.

“En los últimos 20 años, ya hemos reducido la huella ambiental de la producción de leche y carne en el Reino Unido en un 20%”, señala la investigadora.

Pero no todos tienen tanta confianza.

Criar animales de esta manera podría llevar mucho tiempo y ser costoso, advierte Liam Sinclair, quien estudia el metabolismo del rumen en la Universidad Harper Adams en Shropshire, Reino Unido.

Otra alternativa es alimentar a los animales con una dieta menos del agrado de las arqueas. Esto puede ser parcialmente efectivo, dice Phil Garnsworthy, quien se especializa en nutrición de vacas lecheras en la Universidad de Nottingham, siempre y cuando continúe permitiendo que los animales sigan produciendo leche y carne.

“Probablemente se puede reducir el metano en aproximadamente un 20-25% al ​​alterar la dieta”, explica.

Un estudio realizado por investigadores de la Universidad de California, en Estados Unidos, estimó que se podrían reducir las emisiones globales de metano de las vacas en un 15% cambiando su dieta.

Pero Garnsworthy cree que la cifra puede ser más alta. En Reino Unido, dice, los agricultores usan principalmente ensilado de hierba.

“Solo con cambiar a ensilado de maíz, se podría ver una caída en la producción de metano del 10%”.

Cuanta más fibra come una vaca, más metano produce, pero agregar legumbres y diversos aceites como linaza y soja a su dieta puede ser útil, agrega Sinclair.

“Una alimentación de mejor calidad hace que los animales sean más productivos, y los animales más productivos producen menos metano”, dice.

También se ha demostrado que agregar algas marinas a la dieta de una vaca reduce los microbios productores de metano.

Otros métodos

Otra alternativa son los aditivos alimentarios, como los ionóforos, que ya se utilizan en algunas partes del mundo para aumentar el peso en los animales y también podrían usarse para inhibir las arqueas productoras de metano. Pero estos no están exentos de problemas.

Los ionóforos, que se clasifican como antibióticos, están prohibidos para su uso en animales en la Unión Europea debido a las preocupaciones sobre cómo el uso excesivo de estos agentes en la agricultura ha ayudado a alimentar la resistencia de las bacterias a los medicamentos.

Independientemente del enfoque utilizado, jugar con el patrón de vida microbiana en el intestino altera su ecología, posiblemente con consecuencias imprevistas. El microbioma intestinal está estrechamente relacionado con la salud, y cambiarlo puede aumentar el riesgo de enfermedades.

Incluso hay alguna asociación en humanos entre las bacterias intestinales y el estado de ánimo, aunque no está claro si la reducción de las bacterias productoras de metano produciría vacas y ovejas deprimidas, o qué efecto podría tener en su carne y leche.

Janssen cree que es poco probable. “No recibimos ninguna señal de que vamos a inhibir la capacidad de los animales para convertir el pasto en carne o leche”, dice.

Pero hasta que más pruebas demuestren que alterar el microbioma intestinal del ganado puede reducir sus emisiones de metano sin ser perjudicial, para los animales o los alimentos que producen, el mundo tendrá que esperar con la respiración contenida.

Puedes leer este reportaje publicado originalmente en inglés en BBC Future.

El hexafluoruro de azure o SF6, es usado ampliamente en la industria eléctrica para prevenir cortocircuitos y accidentes.

Pero, solo en 2017 en los países de la Unión Europea, las fugas de este gas poco conocido tuvieron el mismo impacto que colocar 1,3 millones de autos extra en las carreteras.

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El aumento en el uso del gas es consecuencia del boom en energías renovables.

El SF6 es un gas sintético barato, no inflamable, incoloro y sin olor.

La sustancia es utilizada como material aislante de alta eficiencia en instalaciones eléctricas de voltaje mediano y alto.

Es usada, por ejemplo, en centrales eléctricas y turbinas eólicas para prevenir incendios.

Pero el gran problema de este gas es que tiene un potencial de calentamiento global mayor que ninguna otra sustancia conocida.

El SF6 produce un efecto de invernadero 23.500 veces mayor que el dióxido de carbono o CO2.

Solamente un kilo de SF6 calienta la Tierra tanto como el vuelo de ida y vuelta de 24 personas desde Londres a Nueva York.

Y el gas persiste en la atmósfera durante al menos 1.000 años.

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¿Por qué se sigue usando entonces este potente gas de invernadero?

La forma en que se genera electricidad está cambiando rápidamente.

Las plantas generadoras a carbón están siendo reemplazadas para combatir el cambio climático por otras opciones que combinan en diferentes medidas la energía eólica, solar y el gas.

Los nuevos sistemas requieren muchas más conexiones a la red eléctrica, con el consiguiente uso de interruptores y otros mecanismos para prevenir accidentes.

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La gran mayoría de esos dispositivos de seguridad utiliza SF6 para evitar cortocircuitos.

“Los proyectos de energía renovable están creciendo y este gas se usa especialmente en turbinas eólicas”, señaló Costa Pirgousis, ingeniero de una compañía escocesa de energía renovable, Scottish Power Renewables, que no utiliza SF6 en sus turbinas.

“Cada vez se están instalando más y más turbinas que requieren más dispositivos de seguridad con SF6, por ejemplo, en los parques eólicos offshore”.

“Las empresas saben como funciona este gas, es una opción confiable y además requiere poco mantenimiento”.

¿Cómo sabemos que hubo un aumento en el uso de SF6?

En toda la red eléctrica de centrales y subestaciones en Reino Unido se han instalado cerca de un millón de kilos de SF6.

Y esa cantidad está aumentando entre 30 y 40 toneladas por año, según un estudio de la Universidad de Cardiff.

Este aumento también se registró en otros países de la Unión Europea.

Las emisiones totales por el uso de SF6 en los 28 países del bloque fueron iguales a 6,73 millones de toneladas de CO2, una cantidad equivalente a la que emitirían anualmente 1,3 millones de autos.

Investigadores de la Universidad de Bristol que monitorean las concentraciones de gases de invernadero aseguran que hubo un aumento significativo en emisiones de SF6 en los últimos 20 años.

“Hacemos mediciones de SF6 en la atmósfera”, afirmó Matt Rigby, profesor de química atmosférica de la Universidad de Bristol.

“Y registramos una duplicación en las concentraciones atmosféricas de SF6 en las últimas dos décadas“.

¿Cómo entra el SF6 a la atmósfera?

Las principales emisiones del gas se producen por fugas en la industria eléctrica.

La compañía eléctrica Eaton, que fabrica dispositivos de seguridad sin SF6, asegura que según sus investigaciones las fugas durante todo el ciclo de uso del gas pueden llegar a 15%.

“Hay nuevos dispositivos que tienen un bajo índice de fugas, pero la gran pregunta es cuántas empresas están utilizándolos”, señaló Louis Shaffer, gerente de Eaton.

“Nosotros examinamos los materiales y equipos en la industria y las fugas, y no vimos que la gente tenga en cuenta el problema con este gas”.

¿Cuán dañino es el SF6 para el clima?

Las concentraciones de SF6 en la atmósfera son aún muy pequeñas, apenas una fracción de las de CO2.

Sin embargo, se espera que las instalaciones con SF6 aumenten un 75% para 2030.

Otro problema es que SF6 es un gas sintético, que no es absorbido naturalmente.

Debe ser reemplazado y destruido deliberadamente para minimizar su impacto en el clima.

Los países desarrollados deben informar cada año a Naciones Unidas sobre cuánto SF6 están utilizando.

Pero no existen restricciones para el uso del gas en los países en desarrollo.

Los científicos están detectando en la atmósfera concentraciones de SF6 que son 10 veces mayores que las declaradas oficialmente por los países.

¿Por qué no se ha prohibido este gas?

El SF6 forma parte de un grupo de sustancias sintéticas conocidas como gases F.

La Comisión Europea intentó en 2014 prohibir algunas de estas sustancias dañinas para el medio ambiente, como las utilizadas en equipos de refrigeración y aire acondicionado.

Pero la acción se enfrentó a una fuerte oposición de la industria.

“El lobby de la industria eléctrica fue finalmente tan fuerte que debimos capitular”, señaló el parlamentario europeo Bas Eickhout, del Partido Verde en Holanda.

Eickhout fue uno de los legisladores responsables de la regulación de los gases F.

“El sector eléctrico argumentó que si se quiere una transición hacia energías renovables y una mayor producción de electricidad, entonces se requerirán más dispositivos y más SF6”.

¿Qué dicen las compañías eléctricas y agencias reguladoras sobre el gas?

Todos reconocen que el SF6 es dañino para el clima y están intentando reducir su dependencia del gas.

En Reino Unido, la agencia reguladora Ofgem dice que está trabajando con las empresas para limitar las fugas del gas.

“Estamos utilizando un abanico de mecanismos para que las compañías limiten su uso de SF6, un potente gas de invernadero, cuando esto sea en interés del consumidor”, afirmó un vocero de Ofgem a la BBC.

“Esos mecanismo incluyen el financiamiento de estudios sobre innovación o de incentivos para que las compañías encuentren otras opciones”.

¿Qué alternativas existen y cuán costosas son?

El tema de las alternativas al SF6 ha venido causando controversia.

Cuando se trata de instalaciones de alto voltaje, algunos expertos señalan que hay muy pocas soluciones nuevas que hayan superado todos los tests de eficiencia y seguridad.

“No existe una alternativa real que se considere probada”, afirmó Manu Haddad, profesor de la escuela de ingeniería de la Universidad de Cardiff.

“Hay nuevas sustancias que se han propuesto, pero las empresas no quieren arriesgarse a probarlas en sus operaciones”.

Sin embargo, en el caso de instalaciones de voltaje mediano existen alternativas seguras.

Algunos observadores señalan que el mayor problema en ese tipo de instalaciones no es la falta de opciones sino la actitud conservadora de la industria eléctrica.

“Todos en esta industria saben que pueden cambiar, no hay una razón técnica para no hacerlo”, afirmó Louis Shaffer.

“Tampoco hay una razón económica. Es más una cuestión de que los cambios requieren esfuerzo, y si no es obligatorio introducirlos no lo harás”.

Vientos de cambio

Scottish Power Renewables instaló en el Mar del Norte, a 43 km de la costa del condado inglés de Suffolk, uno de los mayores parques eólicos del mundo.

Y allí las turbinas no tienen SF6.

También se instalarán en el condado de East Anglia otros 102 de estos aerogeneradores gigantescos, con capacidad de producir hasta 714 megavatios, suficientes para suministrar electricidad a medio millón de hogares.

Una instalación de este tipo habría requerido dispositivos con SF6 para prevenir cortocircuitos que puedan causar incendios.

Cada turbina hubiera contenido cerca de 5kg de SF6, que si se fugaran a la atmósfera emitirían el equivalente a 117 toneladas de CO2, las emisiones anuales aproximadas de 25 autos.

“Utilizamos una combinación de aire limpio y tecnología de vacío dentro de la turbina“, afirmó Costa Pirgousis de Scottish Power Renewables.

“Esto nos permite tener una red de alto voltaje muy eficiente y al mismo tiempo amigable con el medio ambiente”.

“Si hay alternativas en el mercado, no hay excusas para no usarlas”.

Pero aún las compañías que intentan reducir el uso de SF6 enfrentan limitaciones.

En el mismo parquet eólico de East Anglia hay una subestación a la que se conectarán los 102 aerogeneradores.

Y esa instalación aún utiliza cantidades significativas de SF6.

¿Cuál es, entonces, el siguiente paso?

Está previsto que el año próximo la Unión Europea revise el uso de SF6 y examine las alternativas viables.

Pero aún los expertos más optimistas del sector descartan que pueda introducirse una prohibición del uso del gas antes de 2025.