Implicancias de la producción de biodiésel sobre el uso del agua. Water use implications of biodiesel production

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Raúl Roldán Maidana
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1 WORKSHOP BIOFUEL TECHNOLOGIES AND THEIR IMPLICATIONS FOR WATER AND LAND USE Implicancias de la producción de biodiésel sobre el uso del agua Water use implications of biodiesel production Víctor Pochat Atibaia-SP, 10 Agosto 2009

2 IMPLICANCIAS DE LA PRODUCCIÓN DE BIODIÉSEL SOBRE EL USO DEL AGUA ETAPA AGRÍCOLA ETAPA INDUSTRIAL CANTIDAD * * CALIDAD

3 REQUERIMIENTOS DE AGUA PARA BIOENERGÍA (1) El reemplazo de energía fósil por bioenergía genera la necesidad de información detallada sobre los requerimientos de agua para esta nueva fuente de energía. Un concepto para el cálculo de las necesidades de agua para productos de consumo es la HUELLA HÍDRICA definida como el volumen total anual de agua dulce utilizada para producir bienes y servicios para el consumo

4 REQUERIMIENTOS DE AGUA PARA BIOENERGÍA (2) La cuestión a investigar es entonces cuál es la Huella hídrica por unidad de bioenergía [m 3 /gigajoule (GJ)] para los combustibles para el transporte (en particular el biodiésel, en este caso) por cultivo y por país?

5 HUELLA HÍDRICA (1) La HUELLA HÍDRICA (HH) de un producto se define como el volumen de agua dulce utilizado en la producción en el lugar donde realmente fue producido. En general, el contenido real de agua de los productos es despreciable comparado con su huella hídrica. El uso del agua en los ciclos de vida de los productos está dominado por la etapa de producción agrícola.

6 HUELLA HÍDRICA (2) La HH consta de tres componentes: La HH verde: agua de lluvia que se evapora durante la producción, principalmente durante el crecimiento del cultivo. La HH azul: agua superficial y subterránea para el riego, que se evapora durante el crecimiento del cultivo. La HH gris: volumen de agua que se contamina durante la producción, definido como la cantidad de agua que se necesita para diluir los contaminantes descargados al sistema natural, de manera que la calidad del agua ambiente se mantenga sobre ciertos estándares acordados.

7 HUELLA HÍDRICA PARA BIOENERGÍA

8 HUELLA HÍDRICA DEL BIODIÉSEL La Huella Hídrica (HH) del biodiésel derivado de colza, soja y jatropha muestra diferencias entre los principales países productores: Cultivos Menor HH Mayor HH Colza Soja Europa Oriental Italia Paraguay Argentina Asia (especialmente India, con gran HH azul) India Jatropha Brasil India

9 ARGENTINA MAPA FÍSICO

10 HIDROLOGÍA ARGENTINA 800 mm 500 mm PLUVIOMETRÍA RED DE DRENAJE

11 ARGENTINA. OFERTA HIDRICA 1 Oferta Hídrica (Valor Medio Anual m 3 /s) Distribución Espacial Cuenca del Plata 84% Vertiente Atlántica 10% Vertiente Pacífica 5% Cuencas sin derrame al mar 1% Caudal Medio Anual (m 3 /s) 1. Río Bermejo Río Juramento Río Tercero Río Jachal Río San Juan Río Tunuyán Río Diamante Río Atuel Río Neuquén Río Colorado Río Negro Río Limay Río Chubut Río Santa Cruz Río Paraná Río Iguazú Río Uruguay Río Paraná Río Uruguay 4700 CUENCAS Y VERTIENTES RED HIDROLÓGICA

12 HIDROLOGÍA ARGENTINA 800 mm 500 mm PRODUCCIÓN DE SOJA PLUVIOMETRÍA

13 IMPLICANCIAS DE LA PRODUCCIÓN DE BIODIÉSEL SOBRE EL USO DEL AGUA ETAPA AGRÍCOLA ETAPA INDUSTRIAL CANTIDAD CALIDAD *

14 IMPLICANCIAS SOBRE LA CALIDAD DEL AGUA ETAPA DE PRODUCCIÓN AGRÍCOLA Cambio de uso del suelo Uso de fertilizantes Afectación dinámica hídrica/erosión/ Sedimentación Arrastre de nitrógeno y fósforo hacia cuerpos de agua/proliferación de algas y disminución del oxígeno disponible (eutrofización) Lixiviación de nitratos y fosfatos hacia acuíferos de abastecimiento de poblaciones/problemas de salud Uso de pesticidas Contaminación del suelo, agua y biota en procesos de bio-acumulación/problemas de salud

15 IMPLICANCIAS SOBRE LA CALIDAD DEL AGUA ETAPA DE PRODUCCIÓN AGRÍCOLA El impacto ambiental de los agroquímicos depende de: capacidad de asimilación del medio, corrección en la aplicación (dosis, momento), tipo de producto utilizado, existencia y cumplimiento de normativa sobre uso de agroquímicos.

16 IMPLICANCIAS SOBRE LA CALIDAD DEL AGUA ETAPA DE PRODUCCIÓN AGRÍCOLA Los cultivos presentan diferentes grados de eficiencia ante el uso de macronutrientes del suelo (nitrógeno, fósforo y potasio). Ello se traduce en distintas necesidades de fertilización y en situaciones de pérdida progresiva de nutrientes y de fertilidad del suelo cuando no se proporcionan los requerimientos nutricionales mínimos.

17 EXTRACCIÓN DE NUTRIENTES POR UNIDAD DE ENERGÍA GENERADA SEGÚN CULTIVO Cultivo N (g/mj) P 2 O 5 (g/mj) K 2 O (g/mj) Rendimiento (t/ha) litros/t MJ/t Soja 8,3 3,0 13, Colza 4,7 2,0 6, Girasol 4,0 2,0 8, Palma 0,3 0,2 1, Fuente: Gómez, J.J. y otros, 2008 MJ: Megajoule Nota: Si bien la soja presenta requerimientos muy elevados de nitrógeno (N),una gran parte de estos son cubiertos vía la Fijación Biológica del Nitrógeno (FBN). En el cuadro se ha considerado que la mitad de los requerimientos nutricionales se cubren de esta forma.

18 EXTRACCIÓN DE NUTRIENTES POR UNIDAD DE ENERGÍA GENERADA SEGÚN CULTIVO Un estudio más detallado* respecto al uso de agroquímicos comparando entre etanol a partir de maíz y biodiesel a partir de soja muestra mejores resultados en el caso del segundo cultivo. Por cada unidad de energía ganada, el biodiesel de soja usa solo el 1,0% del nitrógeno, el 8,3% del fósforo y el 13% del pesticida (en peso) del que requiere el etanol de maíz. Este estudio considera los balances netos de energía incluyendo subproductos y la energía utilizada en los procesos agrícola e industrial. *Morton y otros (2006) Cropland expansion changes deforestation dynamics in the southern Brazilian Amazon, Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, PNAS, vol. 103, no. 39:

19 IMPLICANCIAS DE LA PRODUCCIÓN DE BIODIÉSEL SOBRE EL USO DEL AGUA ETAPA AGRÍCOLA ETAPA INDUSTRIAL CANTIDAD CALIDAD *

20 ETAPA DE TRANSFORMACIÓN INDUSTRIAL IMPLICANCIAS SOBRE LA CALIDAD DEL AGUA En la producción de biodiésel, se pueden distinguir los siguientes procesos: Obtención de aceites vegetales a partir de la materia prima vegetal (soja, girasol, colza, palma, etc.). Obtención de biodiésel, junto con glicerina, a partir de aceites vegetales.

21 ETAPA DE TRANSFORMACIÓN INDUSTRIAL IMPLICANCIAS SOBRE LA CALIDAD DEL AGUA Los principales problemas ambientales asociados a la producción de aceites vegetales son la generación de residuos líquidos y sólidos con una alta Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) y la presencia de malos olores. Pueden producirse situaciones diversas, dependiendo de la materia prima y del proceso utilizado, así como de los equipos (principalmente filtros) empleados para reducir las emisiones de efluentes (aceites y grasas minerales) a cuerpos de agua. La fabricación de biodiésel es en general un proceso que genera aguas aceitosas y jabonosas. Dependiendo de la eficiencia del separador de aceites, pueden producirse mayores o menores emisiones de aceites que afectarían la DBO. La aplicación y fiscalización de la normativa existente, y el funcionamiento del proceso de evaluación de impacto ambiental de los proyectos en cada país constituye un factor determinante.

22 BIBLIOGRAFÍA Gerbens-Leenes, W., Hoekstra, A.Y. y T.H. van der Meer, The water footprint of bioenergy, edited by David Pimentel, Cornell University, Ithaca, NY. Gómez, J.J., Samaniego, J. Y M. Antonissen, Consideraciones ambientales en torno a los biocombustibles líquidos, CEPAL/GTZ, Serie Medio Ambiente Nº 137, Publicación de las Naciones Unidas, Santiago de Chile.

23 MUCHAS GRACIAS MUITO OBRIGADO THANK YOU VERY MUCH

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