Descripción del modelo – Estructura y módulos
GLEAM se estructura en cinco módulos principales: cabaña, estiércol, piensos, sistema y asignación. El consumo directo e indirecto de energía en las granjas y las emisiones posteriores a la granja se computan en dos módulos adicionales.
Módulo de la cabaña
El módulo de la cabaña se centra en los animales y describe la estructura de la cabaña y las características de dichos animales.
Con el objetivo de dar cuenta de la producción, el uso de recursos naturales y las emisiones de GEI (usando, para éstas últimas metodologías del IPCC de Nivel 2), GLEAM tiene en cuenta las diferentes tipologías de animales, sus pesos, fases de producción y situación alimentária. La cabaña nacional se divide en seis cohortes: machos y hembras adultos, machos y hembras de remplazo y machos y hembras de engorde, no siendo estos últimos necesarios para el mantenimiento de la cabaña. Los parámetros clave para simular la dinámica de la cabaña son las tasas de mortalidad, fertilidad, crecimiento y remplazo. El modelo usa parámetros adicionales como la edad o peso en que los animales son transferidos de una cohorte a otra, el tiempo de gestación, lactancia o muda y la proporción de hembras reproductoras sobre los machos.
Módulo del estiércol
Este módulo simula cómo las deyecciones animales se aplican a los cultivos usados posteriormente como pienso. Los cálculos, realizados en cada celda del mapa, incluyen varios pasos:
- Los nutrientes contenidos en las deyecciones se calculan multiplicando el número de animales de cada especie por su correspondiente excreción.
- Los nutrientes perdidos durante la gestión del estiércol se sustraen del total para obtener la cantidad neta disponible.
- Por último, el ritmo de aplicación se obtiene dividiendo dicho total neto disponible por la superficie de zonas cultivadas y/o pastizales
Módulo de los piensos
El módulo calcula la composición de la dieta animal para cada especie, sistema de producción y localización, así como sus valores nutricionales y el impacto asociado a su producción en términos de emisiones de GEI y superfície necesaria.
El cálculo de la dieta para rumiantes (vacuno, búfalos, ovino y caprino) y especies monogástricas (cerdos y pollos) se realiza de forma separada.
Composición de la dieta para rumiantes
La composición se basa, para todos los sistemas de producción, en la disponibilidad y producción de pastos, forrajes y otros cultivos. Se incluye también una cierta cantidad de concentrados, que varía dependiendo de la disponibilidad local de los ingredientes, del poder adquisitivo de los productores y del acceso a los mercados. La ración para rumiantes contiene principalmente:
- Pastos: incluye pastos y pastizales naturales y cultivados, así como vegetación marginal.
- Cultivos para piensos: incluye aquellos cultivos usados para alimentación animal como maíz ensilado o cultivos de grano.
- Hojas y hierbas: vegetación natural, ya sea ramoneada o recolectada a propósito.
- Residuos agrícolas: material vegetal de diferentes cultivos como paja o rastrojos.
- Subproductos agroindustriales: productos secundarios del procesado industrial de semillas oleaginosas, melazas o salvado de cereales.
- Concentrados: mezclas de cereales, subproductos y otros ingredientes de alto contenido energético o proteico producidas específicamente para alimentación animal.
La proporción de cada uno de los componentes de la ración se determina de manera diferente, según se trate de países desarrollados o en vías de desarrollo. En el primer caso, los datos provienen de inventarios nacionales, literatura científica y encuestas específicas. En el caso de países en desarrollo se sigue una metodología diferente, basada en literatura científica, consulta con expertos, usos del territorio y la disponibilidad y producción de los cultivos. Donde fue posible, la dieta se corroboró mediante questionarios nacionales.
Composición de la ración para monogástricos
Los ingredientes de las dietas para monogástricos se agrupan en tres categorías principales:
- Restos: sobras domésticas y otros ingredientes que los animales ingieren al desplazarse libremente.
- Ingredientes no locales: piensos y concentrados comerciales obtenidos de diferentes lugares, incluyendo el comercio internacional.
- Ingredientes locales: distintos ingredientes producidos y consumidos localmente, muy habituales en los sistemas de cría doméstica e intermedio. Este es un grupo heterogéneo que puede incluir subproductos agroindustriales locales, residuos agrícolas, forrajes o cultivos que no cumplen con los requisitos de tamaño, peso o estéticos para su consumo humano.
La proporción entre ingredientes locales e importados se define, cuando es posible, a escala nacional mediante una consulta exhaustiva de literatura y opiniones de expertos.
Módulo del sistema
Este módulo calcula:
- los requerimientos energéticos promedio de cada una de las cohortes, así como la ingesta necesaria.
- la producción total de carne, leche y huevos.
- el uso de recursos naturales y los impactos medioambientales derivados de la producción ganadera. Actualmente, éstos incluyen la ingesta total de dietas animales, el uso de superfície, el uso de nitrógeno y las emisiones de GEI.
Las necesidades energéticas de las especies de rumiantes se calculan mediante las ecuaciones de Nivel 2 pertinentes de las Directrices del IPCC de 2019. El requerimiento energético bruto por animal se calcula como la suma de los requerimientos del mantenimiento basal, gestación, lactancia, actividad, ganancia de peso y producción. Las Directrices del IPCC de 2019 no incluyen ecuaciones específicas para monogástricos. Así, GLEAM hace uso de ecuaciones y modelos descritos en la literatura debidamente adaptados.
La ingesta per cápita de cada cohorte se calcula dividiendo las necesidades energéticas de cada animal por el aporte calórico promedio de la dieta, calculado en el módulo de los piensos. Las emisiones y el uso de suelo derivado de la producción de la dieta se calculan multiplicando la ingesta total de la cabaña por el impacto por kilo de ración, previamente estimado el módulo de los piensos.
Las emisiones de CH4 y N2O generadas durante la gestión del estiércol se calculan con metodologías de Nivel 2 de las Directrices del IPCC de 2019. La proporción de cada sistema está basada en informes oficiales, como los Informes de Inventario Nacional de GEI de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC), revisión de literatura y asesoramiento de expertos.
Las emisiones de CH4 generadas por la fermentación entérica de rumiantes y cerdos se calculan usando una ligera modificación de las ecuaciones de Nivel 2 de las Directrices del IPCC de 2019, que relacionan la energía derivada de la ingesta total del animal con la proporción de alimento convertido a metano.
Módulo de asignación
El módulo de asignación es el último paso en los cálculos que realiza GLEAM. Sus funciones son totalizar los impactos de cada cohorte, asignar los impactos a cada producto animal y computar la totalidad de los impactos y su intensidad para cada producto.
Los impactos por el consumo directo e indirecto de energía, así como las actividades posteriores a la granja, calculados separadamente, se incorporan al flujo de cálculo principal de GLEAM en este punto.
Los impactos se asignan en primer lugar a los productos comestibles, esto es, carne, leche y huevos.
Impactos posteriores a la granja
GLEAM incluye en sus análisis los impactos generados entre la producción en la granja y los puntos de distribución. Se tienen en consideración tres aspectos: el transporte nacional e internacional de animales vivos, y el transporte, procesado y refrigeración de productos animales y las actividades de embalaje y envasado.