Ante la escalada de la crisis climática, la comunidad científica y los responsables de la toma de decisiones buscan frenéticamente métodos eficaces para reducir la concentración de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera. Además de la necesaria y drástica reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, cada vez está más claro que también se necesitarán tecnologías para eliminar activamente el CO2 ya existente del aire. En este contexto, un enfoque innovador que aprovecha el poder de la naturaleza, apoyado por la ciencia moderna, está atrayendo cada vez más atención: los cultivos agrícolas genéticamente mejorados.

Investigadores de la prestigiosa Universidad de California en San Diego (UC San Diego), más concretamente del Instituto Scripps de Oceanografía y la Escuela de Política y Estrategia Global (GPS), han presentado un estudio que sugiere que las plantas con sistemas radiculares genéticamente mejorados y significativamente aumentados representan una estrategia viable y potente para retirar enormes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera y almacenarlo a largo plazo en el suelo. Este método agrícola podría ser una parte clave de la solución para lograr emisiones negativas, necesarias para estabilizar el clima.

La magnitud del desafío de la eliminación de carbono

Los últimos informes del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) no dejan lugar a dudas: para que la humanidad tenga una posibilidad realista de limitar el calentamiento global y evitar las consecuencias más catastróficas del cambio climático, como fenómenos meteorológicos extremos, pérdidas masivas de cosechas y propagación de enfermedades, es necesario eliminar entre cinco y dieciséis mil millones de toneladas de CO2 de la atmósfera cada año hasta mediados de siglo. Esta tarea monumental se suma al imperativo ya existente de detener o al menos ralentizar radicalmente la emisión diaria de nuevas cantidades de gases de efecto invernadero lo antes posible. La falta de acción oportuna lleva al planeta al borde de cambios irreversibles.

A pesar de la urgencia y la enorme escala de la eliminación de dióxido de carbono (Carbon Dioxide Removal - CDR) necesaria, hasta ahora han faltado estimaciones realistas sobre la rapidez con la que las tecnologías CDR individuales pueden implementarse y ampliarse en condiciones reales. Daniela Faggiani-Dias, científica climática de Scripps Oceanography y de la Iniciativa de Descarbonización Profunda de UC San Diego y autora principal del estudio, destaca precisamente esta carencia. El análisis de su equipo sugiere que los cultivos con propiedades mejoradas de almacenamiento de carbono podrían, en tan solo 13 años desde el inicio de su aplicación, eliminar anualmente entre 0,9 y 1,2 mil millones de toneladas (gigatoneladas) de CO2. Esta cantidad es aproximadamente siete veces mayor que el volumen total de compensaciones de CO2 (offsets) que se ofrecen actualmente en el mercado global.

"Existe un consenso científico de que tendremos que aumentar significativamente la capacidad de CDR para lograr emisiones netas cero, además de reducir drásticamente nuestras emisiones de gases de efecto invernadero", enfatiza Faggiani-Dias. "Sin embargo, la investigación sobre cómo se puede escalar realisticamente el CDR, teniendo en cuenta no solo las limitaciones técnicas, sino también la velocidad de difusión y las vías factibles, es muy escasa. Precisamente esta es la novedad de nuestro estudio. Proporcionamos un análisis detallado de los desafíos de escalar el CDR y proponemos un marco para evaluar qué tan rápido y en qué medida se pueden expandir tecnologías nuevas y altamente inciertas. Aunque nuestro análisis se centra en los cultivos mejorados para el carbono, el marco es aplicable a otros enfoques de CDR y ayuda a identificar incertidumbres clave en el potencial de expansión."

La agricultura como aliado inesperado

¿Por qué los cultivos genéticamente mejorados podrían tener ventaja en la carrera contra el tiempo? El equipo de investigación de UC San Diego comparó este enfoque con otros métodos propuestos de eliminación de carbono, como las tecnologías de captura directa del aire (Direct Air Capture - DAC), la meteorización acelerada de rocas que fijan CO2 o la captura de carbono del océano. La conclusión es que muchas de estas estrategias alternativas requieren el desarrollo de industrias, procesos tecnológicos e infraestructuras completamente nuevos prácticamente desde cero. Se necesitan años, si no décadas, para probar, optimizar, garantizar la seguridad y lograr la viabilidad económica, con el riesgo constante de consecuencias no deseadas.

Por otro lado, la mejora genética de los cultivos se apoya en la ya existente, globalmente extendida y extremadamente desarrollada industria agrícola. Esta industria tiene una larga historia de adopción de innovaciones: desde la hibridación, pasando por el desarrollo de fertilizantes y pesticidas, hasta las técnicas modernas de labranza y, por supuesto, la modificación genética. Existe una infraestructura establecida para el desarrollo, prueba, distribución de semillas y transferencia de conocimientos a los agricultores. Aunque el enfoque hasta ahora ha estado principalmente en aumentar los rendimientos, redirigir parte de estas capacidades hacia el objetivo de la secuestración de carbono parece un camino considerablemente más rápido y factible.

El suelo: sumidero de carbono olvidado

Una ventaja adicional radica en el propio suelo. Siglos de agricultura intensiva, en particular prácticas como el arado profundo, han provocado una pérdida significativa de carbono orgánico de las tierras cultivables en todo el mundo. Paradójicamente, este suelo agotado representa ahora un enorme sumidero potencial de carbono. Las plantas con sistemas radiculares más profundos y densos no solo fijan más carbono mediante la fotosíntesis, sino que lo depositan activamente más profundamente en el suelo a través de sus raíces. Allí, el carbono puede permanecer almacenado durante mucho tiempo, especialmente en formas más estables de materia orgánica, eliminándolo así eficazmente del ciclo atmosférico. Procesos como la exudación de compuestos orgánicos de las raíces y la descomposición de la biomasa radicular contribuyen adicionalmente a la acumulación de reservas de carbono en el suelo, mejorando al mismo tiempo su estructura, fertilidad y capacidad de retención de agua.

Lecciones históricas y potencial de expansión

Para estimar la velocidad realista a la que podrían extenderse los cultivos mejorados para el carbono, los investigadores analizaron ejemplos históricos de introducción de otras innovaciones agrícolas. Observaron cuánto tiempo se necesitó para que tecnologías como las semillas híbridas, el uso de pesticidas, los fertilizantes mejorados o la rotación de cultivos se generalizaran y a qué obstáculos se enfrentaron.

La innovación más similar, que ofrece las lecciones más relevantes, es la introducción de cultivos genéticamente modificados (GM). La tecnología GM aportó beneficios significativos a los agricultores (por ejemplo, resistencia a plagas o herbicidas, mayores rendimientos) y a las industrias que les suministran semillas y otros insumos. Sin embargo, su introducción estuvo y sigue estando acompañada de controversias, desafíos regulatorios y resistencia por parte del público, lo que afectó significativamente la velocidad y el alcance de la adopción.

Al analizar la historia de la expansión de los cultivos GM en los países que los permiten, los científicos determinaron que se necesitaron en promedio unos 11 años desde la fase inicial de adopción temprana hasta alcanzar un uso generalizado en una parte significativa de las tierras cultivables. Esta escala de tiempo proporciona una base para una evaluación optimista del potencial de rápida expansión también para los cultivos mejorados para el carbono, siempre que se superen obstáculos similares.

Barreras regulatorias y percepción pública

Precisamente las barreras regulatorias y la percepción pública son factores clave de incertidumbre. Aunque la tecnología de mejora de cultivos para el carbono puede diferir de los cultivos GM clásicos (el enfoque no está necesariamente en introducir genes de otras especies, sino en potenciar las propiedades naturales de la planta), es probable que se enfrente a marcos regulatorios similares y escepticismo en algunas partes del mundo. El estudio destaca que, a pesar de los beneficios demostrados en rendimiento y reducción del uso de pesticidas, los cultivos GM hasta la fecha solo han ocupado alrededor del 13 por ciento de la superficie agrícola total a nivel mundial.

Para que los cultivos mejorados para el carbono eviten un "techo" similar en su expansión, se necesitarán fuertes incentivos. Los autores del estudio sugieren que mecanismos como los mercados de créditos de carbono, donde los agricultores serían recompensados financieramente por la cantidad de carbono que sus cultivos almacenan en el suelo, podrían ser clave para fomentar la adopción de esta práctica. También se necesita una comunicación transparente sobre los beneficios y la seguridad de la tecnología para generar confianza pública y facilitar la aprobación regulatoria.

Parte del panorama más amplio de la descarbonización

A pesar del potencial prometedor, los autores del estudio enfatizan claramente que los cultivos genéticamente mejorados no son una "bala de plata" que resolverá por sí sola la crisis climática. Incluso si alcanzan el potencial de eliminación estimado de más de mil millones de toneladas de CO2 al año, esto sigue siendo solo una parte de lo que se necesita a nivel mundial. Este enfoque debe ser parte integral de una estrategia integral que incluya una rápida reducción de emisiones en todos los sectores (energía, transporte, industria), el desarrollo y la aplicación de otras tecnologías CDR y cambios en el uso de la tierra y los patrones de consumo.

Daniela Faggiani-Dias recuerda que todos los esfuerzos hacia la eliminación de carbono deben ir de la mano con la transformación fundamental de la economía global hacia emisiones bajas o nulas en carbono. El enfoque debe permanecer en prevenir una mayor liberación de gases de efecto invernadero a la atmósfera.

La investigación detrás de estas conclusiones fue financiada por una combinación de filantropía privada a través del Instituto Scripps de Oceanografía, fondos del Instituto de Investigación de Energía Eléctrica (EPRI) a través de la Iniciativa de Descarbonización Profunda en UC San Diego y el Centro Peter Cowhey sobre Transformación Global en la Escuela de Política y Estrategia Global de UC San Diego. En la elaboración del estudio también participaron expertos de otras instituciones, incluidos David Victor y Ryan Hanna de la Iniciativa de Descarbonización Profunda de UC San Diego, Jeffrey Sachnik y Yangyang Xu de la Universidad de Texas A&M, Wolfgang Busch del Instituto Salk en La Jolla, California – donde también puede buscar alojamiento, y Jack Gilbert de Scripps Oceanography.

Fuente: University of California