Impacto medioambiental del cultivo de escarola en España

Transcripción

1 Impacto medioambiental del cultivo de escarola en España 1. Introducción 2. (ACV) 3. Análisis del Impacto del Ciclo de Vida 4. Análisis del Inventario del Ciclo de Vida 5. Análisis del Impacto del Ciclo de vida de cada sistema de cultivo 6. Comparación del Impacto del Ciclo de vida de los sistemas de cultivo 7. Conclusiones

2 / [Romero-Gámez, M. y Suárez-Rey, E.M.]. Granada, Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural, Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera, p. Formato digital (e-book) - (Producción Agraria) Impacto medioambiental- Escarola Invernadero - Acolchado Este documento está bajo Licencia Creative Commons. Reconocimiento-No comercial-sin obra derivada. Impacto medioambiental del cultivo de escarola en España Edita JUNTA DE ANDALUCÍA. Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera. Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural. Granada, Febrero de Autoría: Mercedes Romero Gámez 1 Elisa María Suárez Rey IFAPA, Centro Camino de Purchil

3 1.- Introducción Diferencias climáticas en diferentes regiones de España han contribuido al desarrollo tecnológico y económico de la horticultura protegida y semi-protegida. En los últimos años se ha producido una expansión de la superficie cubierta por sistemas de cultivo hortícolas protegidos y semi-protegidos (acolchados, túneles, invernaderos), debido a la demanda por parte del consumidor de países desarrollados de productos frescos a lo largo de todo el año. La modificación climática que suponen estas estructuras permite proteger y avanzar cosechas, aumentar rendimientos o cultivar fuera de época. Las prácticas agrícolas implican una explotación del medio natural. Por ello, se requiere un conocimiento más profundo sobre los impactos ambientales de las actividades agrícolas habituales. La escarola se cultiva en diferentes sistemas de cultivo a lo largo de todo el año. Foto 1. Cultivo de escarola al aire libre El objetivo de este estudio fue identificar los principales problemas de los diferentes sistemas de producción de escarola en España. Se evaluaron los impactos asociados a cada sistema de cultivo con objeto de seleccionar y mejorar las técnicas de producción, equipamiento y estructuras que minimicen sus impactos. 3/15

4 2.- (ACV) La metodología seleccionada para este estudio medioambiental fue el (ACV). El (ACV) aplicado a la agricultura es un proceso objetivo que permite evaluar las cargas ambientales asociadas a un cultivo, identificando y cuantificando el uso de materia y energía y los vertidos al entorno, para determinar el impacto que ese uso de recursos y esos vertidos producen al medio ambiente a lo largo del ciclo de vida del cultivo. Además, permite evaluar y llevar a la práctica estrategias de mejora ambiental. Uso de modelos de simulación para predecir e interpretar resultados obtenidos a partir de Figura 1. Diagrama de un completo de un producto La principal función del ACV es la de brindar soporte para tomar las decisiones que se relacionan con la producción de un cultivo y más específicamente, la de conocer las posibles consecuencias ambientales relacionadas con la producción y uso del cultivo. De esta manera, se pretende detectar los puntos débiles del proceso y conseguir una selección y mejora de las estructuras, sus equipamientos y de las técnicas de cultivo más respetuosas con el entorno y los recursos naturales. 4/15

5 3.- Análisis del Impacto del Ciclo de Vida Los indicadores y categorías de impacto que se han considerado para el análisis de ciclo de vida del cultivo de escarola en España, han sido: Energía Primaria (PE), Calentamiento Global (GWP), Eutrofización (EP), Acidificación (AP), Agotamiento de Recursos Abióticos (AR) y Pérdidas de Nitrógeno (N 2 O-N y NH 3 -N al aire y NO 3 -N al agua). Estas categorías de impacto fueron seleccionadas por su relevancia en los procesos agrícolas y energéticos. Uso de modelos de simulación para predecir e interpretar resultados obtenidos a partir de Tabla 1. Categorías de impacto seleccionadas, acrónimos y unidades de medida Categoría de Impacto Acrónimo Unidades de medida Energía Primaria PE GJ Calentamiento Global GWP kg [CO 2 equiv] Eutrofización EP kg [PO 4 3- equiv] Acidificación AP kg [SO 2 equiv] Agotamiento de Recursos Abióticos AR kg [Antimonio equiv] Pérdidas de Nitrógeno: NO 3 -N al agua g t -1 NH 3 -N al aire g t -1 N 2 O-N al aire g t -1 5/15

6 3.- Análisis del Impacto del Ciclo de Vida Energía Primaria (PE): se trata de convertir la electricidad en energía primaria en los balances energéticos de todos los procesos considerados en los cuatro sistemas de cultivo de escarola evaluados en este estudio de ACV. Calentamiento Global (GWP): se refiere a las emisiones directas de CO 2 y de gases de efecto invernadero (GEI), así como la conversión a estos de todo tipo Uso de de consumo modelos de simulación recursos y de para los predecir gases que e se dejan de absorber por ocupación de espacios bioproductivos. interpretar resultados obtenidos a partir de En la Eutrofización (EP) se incluyen los impactos debidos a un alto nivel de los macronutrientes nitrógeno y fósforo. Su incremento puede representar un aumento de Análisis la producción de Ciclo de de Vida biomasa en los ecosistemas acuáticos. Acidificación (AP): consiste en la deposición de ácidos resultantes de la liberación de óxidos de nitrógeno y sulfuro en la atmósfera, en el suelo y en el agua, dónde puede variar la acidez del medio afectando a la flora y fauna que habita en él. Agotamiento de Recursos Abióticos (AR): se define como la disminución de la disponibilidad de recursos naturales (recursos abióticos y energía). Pérdidas de Nitrógeno: se refiere a las emisiones de amoniaco (NH 3 ) y monóxido de dinitrógeno (N 2 O) al aire y lixiviación de nitratos (NO 3 ) al agua, procedentes de las dosis fertilizantes añadidas al cultivo. 6/15

7 4.- Análisis del Inventario del Ciclo de Vida Se aplicó un a cuatro sistemas de cultivo representativos de la producción de escarola en España: invernadero de plástico en el norte de España (INV), acolchado plástico combinado con agrotextil en el sur de España (AC+AG), acolchado plástico en el sur de España (AC) y cultivo convencional al aire libre en el sur de España (AL). Los datos de los sistemas AC+AG, AC y AL fueron recogidos directamente de las prácticas agrícolas realizadas en las explotaciones experimentales de referencia. Para los datos del sistema INV se consideraron estudios estadísticos de invernaderos comerciales. Uso de modelos de simulación para predecir e interpretar resultados obtenidos a partir de INV AC + AG AC AL Foto 2. Cultivos de escarola en invernadero (INV), acolchado plástico con agrotextil (AC+AG), acolchado plástico (AC) y al aire libre (AL) 7/15

8 4.- Análisis del Inventario del Ciclo de Vida En primer lugar se realiza un Análisis del Inventario del Ciclo de Vida. Este inventario consiste en cuantificar los consumos de materias primas y energía junto con todos los residuos sólidos, emisiones a la atmósfera y vertidos al agua (las cargas medioambientales) derivados de todos los procesos que están dentro de los cuatro sistemas de cultivos estudiados. Estos procesos fueron divididos en siete secciones para facilitar el análisis y compilación de datos: estructura, sistema climático, equipo auxiliar, fertilizantes, pesticidas, manejo del cultivo y residuos. Uso de modelos de simulación para predecir e interpretar resultados obtenidos a partir de diferentes FERTILIZANTES estrategias de manejo y escenarios ENTRADAS ESTRUCTURA PESTICIDAS EQUIPO AUXILIAR PRODUCCIÓN DE CULTIVOS ESCAROLA EMISIONES SISTEMA CLIMÁTICO RESIDUOS MANEJO DEL CULTIVO Figura 2. Diagrama de flujo para los cuatro sistemas de producción de escarola considerados 8/15

9 4.- Análisis del Inventario del Ciclo de Vida En la Estructura se ha tenido en cuenta la fabricación y transporte del material necesario para crear la estructura y construcción del invernadero y material plástico (acolchado y agrotextil) necesario en los sistemas de cultivo AC y AC+AG. Dentro del Equipo Auxiliar se han incluido todos los materiales empleados en la fabricación de los elementos necesarios en el sistema de riego así como el transporte Uso de modelos de los mismos de simulación y la energía para gastada predecir por e el sistema de riego. interpretar resultados obtenidos a partir de En el Sistema Climático se han tenido en cuenta el consumo de electricidad empleado para abrir y cerrar ventanas laterales y cenitales del invernadero. En los Fertilizantes se ha incluido las cantidades totales de nitrógeno (N), fósforo (P 2 O 5 ) y potasio (K 2 O) añadidas en todos los sistemas, así como el consumo de agua de riego y las emisiones de amoniaco (NH 3 ) y monóxido de dinitrógeno (N 2 O) al aire y lixiviación de nitratos (NO 3 ) al agua. La energía requerida para la fabricación de pesticidas empleados en los cuatro sistemas ha sido considerada en los Pesticidas. En el Manejo del Cultivo, se ha incluido el diesel empleado en los vehículos y herramientas necesarios para las labores de campo. En Residuos se ha considerado la gestión de todos los residuos generados incluyendo su transporte hasta el lugar donde son gestionados. 9/15

10 Porcentaje de impacto Impacto medioambiental del cultivo de escarola en España 5.- Análisis del Impacto del Ciclo de Vida de cada sistema de cultivo En el invernadero (INV), la estructura contribuye con un mayor impacto en la mayoría de las categorías (hasta 100 % en Agotamiento de recursos abióticos). Esto se debió a la gran cantidad de acero y materiales plásticos empleados en su construcción. Los fertilizantes representaron mayor carga ambiental en las pérdidas de nitrógeno (96 % en emisiones de nitratos al agua, 79 % en emisiones de amonio al aire y 82 % en emisiones de monóxido de dinitrógeno al aire). 100% 80% INV Uso de modelos de simulación para predecir e interpretar resultados obtenidos a partir de 60% 40% 20% 0% PE GWP EP AP AR NO3--N NH3-N N2O-N Categorías de impacto Figura 3. Contribuciones de cada sección para las categorías de impacto seleccionadas para el sistema de producción de escarola en invernadero (INV) 10/15

11 Porcentaje de impacto Porcentaje de impacto Impacto medioambiental del cultivo de escarola en España 5.- Análisis del Impacto del Ciclo de Vida de cada sistema de cultivo En los sistemas de cultivo con acolchado (AC) y con acolchado + agrotextil (AC + AG), todas las secciones generaron impactos muy similares en todas las categorías. La estructura tuvo una mayor carga ambiental sobre la categoría energía primaria (63 % en AC y 66 % en AC + AG) debido a la electricidad consumida in la fabricación de los materiales plásticos y los procesos de extrusión. Los fertilizantes representaron mayor impacto en las pérdidas de nitrógeno (100 %) y en Eutrofización (86 %). 100% 80% 60% 40% 20% 0% AC Uso de modelos de simulación AC+ AG para predecir e 100% interpretar resultados obtenidos a partir de 80% 60% 40% 20% 0% Categorías de impacto Categorías de impacto Figura 4. Contribuciones de cada sección para las categorías de impacto seleccionadas para el sistema de producción de escarola con acolchado (AC) y con acolchado combinado con agrotextil (AC + AG) 11/15

12 Porcentaje de impacto Impacto medioambiental del cultivo de escarola en España 5.- Análisis del Impacto del Ciclo de Vida de cada sistema de cultivo Al aire libre (AL), los fertilizantes tuvieron un importante impacto en todas las categorías, sobre todo en las pérdidas de nitrógeno (100 %) y en eutrofización (95 %), debido a las emisiones producidas durante la fabricación de fertilizantes y a las pérdidas por lixiviación como consecuencia del uso de un sistema abierto. El equipo auxiliar representó mayor carga ambiental en categorías como energía primaria (53 %) o agotamiento de recursos abióticos (62 %), principalmente debido a la fabricación y procesado de elementos necesarios para el sistema de riego. AL Uso de modelos de simulación para predecir e interpretar resultados obtenidos a partir de 100% 80% 60% 40% 20% 0% PE GWP EP AP AR NO3--N NH3-N N2O-N Categorías de impacto Figura 5. Contribuciones de cada sección para las categorías de impacto seleccionadas para el sistema de producción convencional de escarola al aire libre (AL) 12/15

13 6.- Comparación del Impacto del Ciclo de Vida de los sistemas de cultivo El Invernadero (INV) fue el sistema de producción de escarola con mayor impacto ambiental en todas las categorías debido a la estructura del invernadero. Para todos los sistemas de producción, las categorías con cargas ambientales más altas fueron calentamiento global (GWP) y pérdidas de nitrógeno (emisiones de amoniaco (NH 3 ) y monóxido de dinitrógeno (N 2 O) al aire y lixiviación de nitratos (NO 3 ) al agua). Uso de modelos de simulación para predecir e Tabla 2. Comparación de los principales impactos ambientales interpretar de resultados producción obtenidos por tonelada a partir de escarola en los sistemas de cultivo al aire libre (AL), con diferentes acolchado estrategias (AC), con acolchado de manejo combinado y escenarios con agrotextil (AC+AG) y en invernadero (INV) Categorías de Impacto (por tonelada) AL AC AC + AG INV Energía Primaria, GJ 0,74 1,29 1,15 5,22 Calentamiento Global, kg [CO 2 equiv] 57,3 58,3 51,4 303 Eutrofización, kg [PO 4 3- equiv] 0,15 0,13 0,12 0,41 Acidificación, kg [SO 2 equiv] 0,43 0,48 0,43 1,94 Agotamiento de Recursos Abióticos, kg [Antimonio equiv] 0,44 0,69 0, Pérdidas de nitrógeno: Nitratos, g al agua Amonio, g al aire 94,6 74,1 65,2 137 Monóxido de dinitrógeno, g al aire 91,6 71,8 63, /15

14 7.- Conclusiones La mayor presión ambiental en los sistemas de producción de escarola fue ejercida por la estructura, equipo auxiliar, fertilizantes y pesticidas. El sistema climático, manejo del cultivo y residuos aportan impactos ambientales muy reducidos. El Invernadero es el sistema con cargas ambientales mayores en todas las categorías de impacto estudiadas, debido a la cantidad de materiales que componen su infraestructura. Por ello, la reducción del impacto de la estructura y equipo auxiliar se debe considerar una prioridad para mejorar el impacto medioambiental del cultivo de escarola en España, utilizando materiales reciclados y/o con vida útil más larga. La reducción y optimización de las dosis de fertilizantes nitrogenados deben ser considerados para mejorar los procesos desde el punto de vista ambiental. La metodología de (ACV) es una herramienta útil para el control de riesgos medioambientales en los sistemas de producción del cultivo de escarola en España y permite comparar distintos sistemas productivos identificando los de mayor impacto. 14/15

15 Impacto Medioambiental del Cultivo de Escarola en España Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera Edificio Administrativo Bermejales Avenida de Grecia s/n 4102 Sevilla (Sevilla) España Teléfonos: / Fax: webmaster.ifapa@juntadeandalucia.es /15