Uso de modelos de optimización n con indicadores ambientales y económicos

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Ricardo de la Fuente Ortega
hace 7 años
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1 IV Taller Internacional La Modelización en el sector agropecuario Uso de modelos de optimización n con indicadores ambientales y económicos PE AEES 1732 Evaluación del impacto económico de los Servicios Ambientales en los Sistemas de Producción y las externalidades asociadas: los casos de las ecorregiones pampeana y chaqueña Engler, P. y Vicente, G. INTA EEA Paraná

2 Problema Avance de la agricultura, en especial del cultivo de soja. Generación de impactos negativos en el medio ambiente por parte de la actividad agrícola (balances negativos de nutrientes y de materia orgánica, erosión, contaminación, emisión de GEI, reducción de la biodiversidad, etc). Disponibilidad de técnicas de conservación. Algunas de gran difusión y adopción por parte de los productores, como es la siembra directa y otras que aún no cuentan con un grado importante de adopción, como las terrazas, rotaciones y fertilización.

3 Objetivos Objetivo General: Analizar el impacto económico y ambiental del funcionamiento de un sistema de producción agrícola en Entre Ríos. Objetivos Específicos: Modelizar la organización de la empresa a través de los insumos utilizados, los productos obtenidos y los resultados económicos y ambientales logrados. Analizar soluciones óptimas que compatibilicen resultados económicos y ambientales a través de la inclusión de alternativas tecnológicas conservacionistas adoptables por los productores.

4 Materiales y métodosm

5 Área de estudio ZAH Paraná Paraná ZONA VIII Superficie: ha al 11,3% de la superficie provincial. Fuente: RIAN INTA

6 Caracterización n de la zona de estudio Paisaje ondulado y muy dinámico, con importantes procesos de degradación de suelos, especialmente por erosión hídrica. Pendientes: de moderadamente pronunciadas (2-4% de inclinación y localmente hasta 8-10 %) a levemente pronunciadas (0,5-1 %). Ambientes agroecológicos similares a la región pampeana con suelos predominantes del orden Molisol y en menor medida del orden Vertisol. Las actividades agropecuarias de relevancia: agricultura y ganadería de carne y leche. Agricultura: - La superficie implantada: hectáreas (63% del área total). - el 64% corresponde a oleaginosas y 36% a los cereales - participación de cultivos más importantes: Soja: 63% Trigo: 20% Maíz: 10% (Proyecto SIBER, BCER. 2010).

7 Método a utilizar Programación n lineal multicriterio Modelos complementarios para calcular los indicadores ambientales Pasos Selección n de variables a optimizar (indicadores económicos y ambientales). Construcción n del modelo (sistema representativo) Estimación n de matriz de pago

8 Modelo: Programación multicriterio Variable a optimizar Estimador Resultado económico (MBT) Riesgo (RE) Erosión n (ERO) Balance de Carbono (BC) Balance de fósforo f (BP) Margen bruto total Target MOTAD USLE Modelo de Álvarez, 2006 Diferencia entre aportes y salidas

9 Descripción n del Sistema de Producción Sistema agrícola Superficie total: 350 ha. Suelos Molisoles y Vertisoles Pendientes: en Molisoles de 3% y 200 metros de largo en Vertisoles: : 2% y 300 metros de largo. Régimen de tenencia: propietario arrendatario (40% arrendado). Mano de obra: 2 EH familiar 1 EH asalariado Actividades agrícolas: soja1 trigo/soja maíz Siembra directa. Rendimientos diferenciales según n se trate de Molisol o Vertisol.. 4% menos para trigo en Vertisol respecto a un Molisol,, 10% menos para soja y 17% menos para maíz. No existe una rotación n diferente según n se trate de Molisoles o Vertisoles.

10 Cómo llegamos a este sistema? Tratamiento del CNA 02. Encuestas del año a o Informantes calificados: método m Delphi.

11 La matriz de Programación n Lineal Actividades más m s importantes: tecnología a tradicional y conservacionista Cultivos: trigo, soja2, soja1 y maíz Tecnología a actual: nivel medio de fertilización n fosforada y sin curvas de nivel Tecnología conservacionista :: mayor nivel de fertilización fosforada y curvas de nivel Las actividades corresponden a suelos Molisoles y Vertisoles Total: 40 actividades

12 Indicadores ambientales La erosión Ecuación n Universal de Pérdida P de Suelo (USLE) Pérdida de suelo = K*LS*C*R*P K: erosionabilidad del suelo LS: factor de grado y longitud de la pendiente P: efecto de práctica de manejo del cultivo (SD=1) C: efecto cobertura del cultivo R: energía a erosiva de las lluvias K=f (tipo de suelo) LS=f (curvas; tipo de suelo) C= f (cultivo, tipo de suelo, curva, fertilización) R y P son constantes

13 Indicadores ambientales El Balance de Carbono: Modelo de Álvarez 2006 BC=R*CAH-CO*CM CO*CM-pérdidas por erosión R: rendimiento CAH: coeficiente de aporte de humus de los residuos CO: carbono orgánico del suelo CM: coeficiente de mineralización n de la materia orgánica R=f (cultivo, tipo de suelo, curva, fertilización) CAH = f (cultivo) CO=f (tipo de suelo) CM = constante

14 Balance de fósforof Balance = Reposición (Extracción n + Pérdida P por erosión) Reposición n = f (composición n del fertilizante, dosis de fertilización) Extracción n = f (cultivo, curva, fertilización, tipo de suelo)

15 El modelo en planilla de cálculoc Hoja 1 Hoja 2 Hoja 3 Hoja 4 Hoja 5 Hoja 6 Precios Productos Insumos Mano de obra Servicios Actividad. Agrícolas Tiempo ocup. Tecnología Costos Direc. Ingresos Margen Bruto Agric Indicadores Ambientales erosión balance de C y balance de P. Ind.amb. Riesgo Cálculo MB desde 2000 a 2009 Riesgo Matriz de PL Matriz Resultados Económicos Ambientales Resul. Precios

16 Resultados Uso del suelo (ha) Variable a optimizar Máx. Máx. Máx. Mín. Mín. MB BC BP ERO RE Soja (de 1º 1 y 2º) 2 55% 18% 37% 34% 34% Trigo 25% 18% 37% 34% 34% Maíz 20% 64% 26% 32% 32% TOTAL 100% 100% 100% 100% 100% En todos los casos la tecnología corresponde a curvas de nivel y altas dosis de fertilización (tecnología conservacionista) a excepción del Balance de Fósforo)

17 Resultados Variable a optimizar Máx. Máx. Máx. Mín. Mín. MB BC BP ERO RE Ha Ha Ha Ha Ha MB ($) BC (tn) -2,39-0,75-3,63-1,27-1,27 BP (kg) -1,17-2,65 1,49-0,81-0,81 ERO (tn) 0,91 0,67 3,55 0,47 0,47 RE ($)

18 Conclusiones La programación n lineal resulta adecuada para realizar modelos que acoplen las cuestiones ambientales con las económicas; y evaluar el impacto de cambios en el grado de intensidad de uso de los recursos en los sistemas de producción n y aproximar el valor de los bienes y servicios ambientales asociados con las medidas de evitar su degradación. Conflicto: dimensión n ambiental - económica existe. A pesar de ello se pueden compatibilizar los resultados económicos de las empresas a la vez que se logran mejorar los resultados ambientales (balances de nutrientes, materia orgánica y los niveles de erosión).

19 GRACIAS

20 La matriz de Programación n Lineal (cont. cont.) Restricciones más m s importantes Tierra Rotación n trigo/soja2 Mano de obra Capital operativo Máximo crédito Margen bruto Restricciones ambientales balance de carbono balance de fósforof cantidad de tierra erosionada Total: 48 restricciones

21 Descripción n situaciones de las actividades agrícolas: sobre indicadores Económicos e Indicadores Ambientales Tecnología conservacionista Curvas de nivel Fertilización n fosforada Impacto sobre indicador IE: Costo de curvas de nivel y mayor ingreso IA: erosión IA: balance de C y de P IE: mayor costo y mayor ingreso IA: Balance de fósforo f IA: balance de Carbono

22 Resultados MB ($) RE($) BC (tn( tn) BP (kg( kg) ERO (tn( tn) Total Situación n Actual ha ,8-4,5 14,5

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