Perspectiva sobre el uso de la monitorización remota para la gestión de emisiones en el sector porcino

El sector agropecuario, y más concretamente el sector porcino, primer productor de la Unión Europea y tercero a nivel mundial, ha experimentado un desarrollo que viene consecuentemente acompañado de unas exigentes demandas normativas y de los consumidores. En materia medioambiental, la UE establece techos de emisiones, que en el sector ganadero se focalizan en el amoniaco. Para minimizar su impacto se aplican una serie de técnicas para la gestión de los purines y su aplicación al campo como fertilizante natural.

Los ganaderos de porcino y avícola de España comunican y registran esta gestión en cada granja a través del sistema informatizado Ecogan del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, lo que ha permitido certificar una reducción de emisiones de amoniaco de un 16,7 % entre los años 2005 y 2023, cumpliendo por tercer año consecutivo con el compromiso de reducciones fijado en la Directiva de Techos Nacionales de Emisión y alcanzando una reducción cinco veces superior a la exigida para el periodo 2020-2023.

En este contexto nace el Grupo Operativo EcoPorcNicus, coordinado por el Clúster Español de Productores de Ganado Porcino (i+Porc) y en el que participan la Asociación de Defensa Sanitaria Nº 2 Comarcal Porcino de Ejea de los Caballeros, la Universidad de Zaragoza, a través del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A), y el Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (CITA).

La evaluación de la calidad del aire y el control de emisiones son acciones esenciales para garantizar la sostenibilidad y competitividad del sector agropecuario. La calidad del aire se refiere al estado general de la atmósfera en relación con la presencia de sustancias que puedan afectar la salud humana, el bienestar animal y el equilibrio de los ecosistemas. Por su parte, el control y la gestión de emisiones implica: la cuantificación, el despliegue de medidas mitigadoras y el seguimiento de los gases y partículas liberados a la atmósfera. Diferenciar los conceptos de calidad del aire y gestión de emisiones es crucial, ya que la calidad del aire representa el impacto acumulado y global de las sustancias contaminantes, mientras que las emisiones se centran en las fuentes específicas y procesos responsables de su generación. Un abordaje integral y diferenciado permite desarrollar estrategias más eficaces para reducir la contaminación, cumplir con la normativa vigente y avanzar hacia modelos de producción responsables y respetuosos con el entorno.

Actualmente la evaluación de la calidad del aire se realiza mediante la integración de múltiples métodos de medición, que incluyen tanto observaciones directas en campo como técnicas avanzadas de monitoreo remoto y simulaciones del comportamiento de la atmósfera. En los últimos años, la combinación de la teledetección por satélite y las herramientas de simulación ha adquirido un protagonismo creciente, ya que permite obtener información precisa, continua y a gran escala sobre los parámetros atmosféricos. Esta sinergia facilita no solo la obtención de datos en tiempo real y la identificación de tendencias, sino también el modelado predictivo; permitiendo, al estilo de las predicciones meteorológicas, obtener la evolución de las concentraciones de contaminantes en la atmósfera.

En este contexto, resulta fundamental destacar la existencia de diversos sistemas internacionales de observación de la Tierra que ponen a disposición del público grandes volúmenes de datos valiosos para la investigación científica, la toma de decisiones por parte de la sociedad y el desarrollo de soluciones innovadoras. Entre estos destacan el programa Copernicus de la Unión Europea, reconocido por su enfoque integral y la gratuidad de sus datos, así como el programa Landsat, gestionado conjuntamente por la NASA y el USGS en Estados Unidos, pionero en la recopilación de registros históricos de la superficie terrestre. La apertura y accesibilidad de estos recursos favorecen la cooperación internacional y el avance en ámbitos tan diversos como la gestión ambiental, la agricultura de precisión o la mitigación del cambio climático.

El sistema Copernicus es el programa de observación de la Tierra de la Unión Europea. Su objetivo principal es monitorear nuestro planeta y su entorno para el beneficio de todos los ciudadanos. Proporciona una gran cantidad de datos derivados de satélites de observación de la Tierra (gestionados por Eumetsat, donde cabe destacar las misiones Sentinel, y de mediciones terrestres, aéreas y marítimas. Estos datos son de acceso abierto, lo que fomenta la innovación y el desarrollo de nuevas aplicaciones y/o servicios en diversos sectores, incluyendo el agropecuario. El programa se estructura en seis servicios temáticos principales, que abordan diferentes aspectos de la observación de la Tierra: Servicio de Vigilancia de la Atmósfera (CAMS), Servicio de Vigilancia del Medio Marino (CMEMS), Servicio de Vigilancia de la Tierra (CLMS), Servicio de Cambio Climático (C3S), Servicio de Gestión de Emergencias (CEMS) y Servicio de Seguridad (CSS).

Copernicus ofrece servicios cruciales para el sector agroganadero a través de su Servicio de Vigilancia de la Atmósfera (CAMS). Estos servicios se presentan en forma de bases de datos de concentración de contaminantes y de herramientas para consultar y trabajar con dichos datos. Los datos se generan combinando varias fuentes de información que incluyen, entre otros: datos de la red sensores de calidad del aire de fondo, inventarios de emisiones, datos de uso de suelo y datos de satélite; asimilados sobre sistemas de modelado y simulación de la fisicoquímica de la atmósfera. Cabe destacar la asimilación de los datos de emisiones que proporciona el sector a través de ECOGAN. Dichos datos informan la generación de los inventarios de emisiones (ver, por ejemplo, EDGAR).

Tómese como ejemplo la evaluación del amoniaco en la atmósfera. El amoniaco, en particular, es un contaminante atmosférico importante y su monitoreo es clave para la gestión ambiental. A este respecto, CAMS proporciona mapas detallados tanto de la concentración de amoniaco (NH3) relacionado con las deyecciones ganaderas como sustancias relacionadas, como los óxidos de nitrógeno (NOx), el nitroso (N2O?), o la materia particulada (PM2,5) con contenido en nitrato o amonio. Estos mapas permiten ver históricos de concentraciones; sin embargo, Copernicus proporciona también previsiones a corto plazo de los mismos compuestos.

Tras un primer análisis, el Grupo Operativo EcoPorcNicus ha identificado tres aspectos que condicionan las potenciales futuras aplicaciones sectoriales que puedan derivarse de los servicios de Copernicus:

• Resolución espacial. La utilidad de los datos de Copernicus para la gestión ganadera depende en gran medida de su resolución, es decir, del tamaño de los 'píxeles' en una imagen o mapa de concentraciones. Así el sistema Copernicus dispone de datos con píxeles de alrededor de 10km para toda la península Ibérica. Estas resoluciones, si bien son excelentes para el monitoreo a gran escala, presentan ciertas limitaciones para servicios orientados a monitorizar regiones más reducidas como, por ejemplo, un conjunto de naves.
• Resolución temporal. En el ámbito temporal, la utilidad dependerá de la frecuencia para la que se dispone de datos. En el caso de Copernicus, los servicios disponibles se elaboran típicamente con frecuencias horarias. Lo que no permite recoger eventos rápidos relacionados, por ejemplo, con la gestión de purines.  Sin embargo, aquí el inconveniente principal radica en que los inventarios de emisiones usados como punto de partida, en el mejor de los casos, proporcionan datos diarios de emisiones; y es quizá sobre estos inventarios sobre los que habría que trabajar.
• Acceso a los datos. La accesibilidad a los datos adquiere un protagonismo fundamental para el desarrollo de soluciones innovadoras y la democratización del conocimiento. Si bien existen herramientas de alto nivel que permiten consultar y manipular grandes volúmenes de información de manera eficiente, el aprovechamiento efectivo de estas tecnologías aún requiere de perfiles altamente cualificados, con sólidos conocimientos en análisis de datos, programación y modelización ambiental. Esta barrera técnica limita el acceso generalizado y, en consecuencia, la rápida adopción de nuevas aplicaciones por parte de personas usuarias finales y entidades del sector.

Considerando lo anterior, EcoPorcNicus aclara que el desarrollo y despliegue de nuevos servicios se presenta todavía lejos en el horizonte, aunque con un legado esperado muy valioso, con la potencial creación de servicios avanzados de control ambiental de interés para la ciudadanía, las administraciones públicas y las empresas, certificando a su vez la sostenibilidad del modelo de gestión ganadero español y europeo. Plantea las siguientes acciones, animando a los distintos actores a unirse a ellas. A corto plazo deben definirse los servicios de mayor interés para el sector. Para esto son necesarias sesiones de formación respectos a los datos disponibles y cómo se obtienen, abriendo un debate que una a todos los actores. El uso de este tipo de datos, condicionados, como se ha dicho, por su resolución y accesibilidad, podrían ayudar a habilitar el despliegue de políticas de bienestar animal y/o de control de emisiones. El Grupo Operativo trabaja sobre emisiones de amoniaco, pero ideas semejantes aplican a las emisiones de gases de efecto invernadero. A medio plazo se deben construir los demostradores que validen las tecnologías para la generación de los nuevos servicios. Se prevé que los servicios avanzados será posible construirlos mediante la combinación de fuentes de datos, cada vez de mayor calidad (p.ej. redes de sensores mejoradas, incorporación tanto de redes públicas como privadas, nuevas estrategias de sensorizado con drones o simulaciones de mayor resolución espacial y temporal). Asimismo, los sistemas de Inteligencia Artificial y Aprendizaje Automático permitirán mejorar la resoluciones espaciales y temporales, así como facilitar la combinación de fuentes de datos. A largo plazo habrá que desplegar las mejores soluciones disponible, que deberán tener costes de mantenimiento y desarrollo asequibles y la capacidad de aplicarse a escala de toda la península Ibérica.