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Taller de Indicadores Ambientales

Flujos de agua y energía en la

producción agropecuaria argentina

Federico C. Frank

23 de septiembre de 2015

INTA EEA Anguil “Ing. Agr. Guillermo Covas”

Fac. Cs. Exactas y Naturales – UNLPam

Estimación de cambios históricos globales en el uso de la tierra entre 1700 y 2000

Fuente: adaptado de Goldewijk y Battkes (1997)

1900 2000 1800 1700

0

25

50

75

100

% d

el to

tal de t

ierr

a Tierras urbanas y otras

Tierras de cultivo

Bosques

Tierras de pastizales

y pasturas

Flujos de agua y energía en la producción agropecuaria argentina – F. Frank 2015

Cambios en el uso de la tierra entre 1700 y 2000

Fuente: NCDC, U.S. Department of Commerce


Cambios en el Uso de la Tierra en Argentina

1 punto = 1.000 ha

de cultivos anuales

(T-G-M-S)


GRANDES IMPACTOS DE LA AGRICULTURA SOBRE EL AMBIENTE

FLUJO DE ENERGÍA BALANCE DE NUTRIENTES

CONTAMINACIÓN Y DEGRADACIÓN CICLO DEL AGUA

HÁBITAT Y BIODIVERSIDAD



ENTRADAS

EFICIENCIA DE USO

DE LOS RECURSOS

CAMBIOS EN EL USO DE LA TIERRA INTENSIFICACIÓN DE LA PRODUCCIÓN

VARIABILIDAD CLIMÁTICA

Flujo de energía Ciclo hidrológico

Solar Fósil Flujo a escalas menores

SALIDAS

Agroecosistemas


ENERGÍA

Información sobre ciclo del agua y nutrientes (Olejnik et al., 2001) Estructura y funcionamiento (Odum, 1975) Medida de degradación ambiental (Svirezhev, 2000), asociada a erosión, contaminación y emisión de gases invernadero (McRae et al., 2000)

AGUA

Modula la producción agrícola (Kędjziora y Olejnik, 2001) Utiliza entre 65 y 85 % del agua dulce global (Pimentel et al., 1997; Bennett, 2000; FAO, 2003) Se requieren entre 0,5 y 5 m3 kg-1 (cultivos) y entre 13 y 35 (carne) (Barthèlemy et al., 1993; Renault y Wallender, 2000; Qassim et al., 2008)

HUELLA HÍDRICA HUELLA DE CARBONO


ANTECEDENTES

Gran cantidad estudios sobre uso de agua y energía en la producción agropecuaria, pero generalmente a escalas menores (lote), y en condiciones óptimas Análisis por producto, sin integrarlos, sin poder analizar escalas superiores (regiones) En Argentina, la agricultura se ha expandido e intensificado, con patrones marcadamente asimétricos y heterogéneos (Viglizzo et al., 2011) Evidencias de cambios en los patrones de entradas, salidas y eficiencias de uso de agua y energía Sin embargo, aún falta estudiar relaciones funcionales entre los flujos y con otras variables (uso de la tierra e intensificación productiva)


Consumo de energía fósil y producción de energía en la región agrícola de Argentina y

en las diferentes eco-regiones que la componen en tres períodos históricos (Frank, 2011).

0

5000

10000

15000

Total País Pampeana Yungas Paranaense Espinal Delta Chaco Esteros

Co

nsu

mo

de

En

erg

ía F

ósil

(Mj/h

a/a

ño

)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

Pro

du

cció

n d

e E

ne

rgía

(Mj/h

a/a

ño

)

1956-60

1986-90

2001-05


Disponibilidad de agua en forma de precipitaciones (barras blancas) y consumo de

agua (barras en tonos de gris) en la región agrícola de Argentina y en las diferentes

eco-regiones que la componen en tres períodos históricos (Frank, 2011).

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Total País Pampeana Yungas Paranaense Espinal Delta Chaco Esteros

Dis

ponib

ilidad y

Consum

o d

e A

gua

(mm

/año)

1956-60

1986-90

2001-05

Precipitaciones


¿CÓMO ESTUDIAMOS ESTOS PROCESOS?

Procesos ecológicos abarcan grandes áreas y largos períodos de tiempo y no siempre pueden ser testeados experimentalmente (Tilman, 1990). Es difícil encontrar áreas con las mismas características para asignar tratamientos aleatoriamente (Likens, 1992). Es necesario considerar el uso de indicadores, o ecuaciones predictivas, aplicadas sobre datos obtenidos de diversas fuentes (Viglizzo, 2001). El propósito de un indicador agroecológico es facilitar el diagnóstico y la interpretación de los procesos críticos, para mejorar la capacidad de decisión (Girardin et al., 1999).

Un indicador de Gestión Ambiental es un

instrumento utilizado para simplificar el

análisis de un sistema, facilitar el diagnóstico

e interpretación, mejorar la capacidad de

decisión y transparentar y certificar la

calidad de una gestión

INDICADORES DE GESTIÓN AMBIENTAL


Idealmente, estos instrumentos deben ser

desarrollados con una base científica, y ser

expresiones cuantitativas de una particular

condición del sistema estudiado en relación a

ciertos umbrales económicos, sociales, ecológicos,

etc.

Aunque los modelos de simulación pueden superar a

los indicadores en representar una realidad cambiante,

tienen la desventaja de que su manejo es

generalmente engorroso para gente que no está

entrenada.


No hay criterios universales para seleccionar

indicadores. La selección se debe hacer en función de

las necesidades locales en un momento dado. Por tanto,

es esencial que en la selección de indicadores

participen los usuarios.

La validación de indicadores como práctica para

garantizar la confiabilidad en su uso no es común. Sin

embargo, se acepta que una utilización prolongada por

parte de los usuarios es una forma de validación, porque

asegura utilidad y credibilidad.


ATRIBUTOS REQUERIDOS EN UN INDICADOR

•Debe ser aceptado universalmente

•Debe ser fácil de entender

•Debe ser sencillo de calcular

•Debe tener fundamento científico

•Debe utilizar la mejor información disponible

•Debe tener un bajo costo de cálculo

•Debe permitir un monitoreo periódico


1. Instrumento de diagnóstico y

monitoreo a distintas escalas de

trabajo

2. Instrumento de valorización social y comercial

3. Instrumento de decisión

empresarial

IGA. ¿Cuáles son sus aplicaciones?


1. Para discriminar procesos productivos de acuerdo a la calidad de

su gestión ambiental

2. Para permitir la “auditoría social” respecto a la gestión ambiental de

procesos productivos

3. Para acreditar una gestión ambiental

saludable ante mercados internos y

externos

IGA. ¿para qué nos servirán

en el futuro?



FLUJOS DE AGUA Y ENERGÍA EN LOS ÚLTIMOS 42 AÑOS

Área Agrícola de Argentina

Tres Sub-Períodos:

1969/70 a 1979/80 “tradicional”

1980/81 a 1998/99

“transición”

2000/01 a 2010/11 “tecnificado”

TRIGO, GIRASOL,

MAÍZ, SOJA,

CARNE Y LECHE


FUENTES DE INFORMACIÓN

Censos Agropecuarios Encuestas Nacionales (1956 – 1988 – 2002) (1969/70 – 2010/11)

Relevamientos varios GPCC (Alemania) (AgroEcoIndex, SMN, etc.) (1951-2010) .

USO DE LA TIERRA

Superficie de cultivos (ha)

0.E+00

5.E+06

1.E+07

2.E+07

2.E+07

3.E+07

3.E+07

19

69

/70

19

74

/75

19

79

/80

19

84

/85

19

89

/90

19

94

/95

19

99

/00

20

04

/05

20

09

/10

Trigo

Soja

Maiz

Girasol


SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Y RENDIMIENTOS



INDICADORES DE LOS FLUJOS DE AGUA Y ENERGÍA

CONSUMO DE ENERGÍA FÓSIL (Mj EF ha-1 año-1)

PRODUCCIÓN DE ENERGÍA (Mj ha-1 año-1)

EFICIENCIA DE LA ENERGÍA FÓSIL (Mj Mj-1)

PRECIPITACIONES

(mm año-1)

CONSUMO DE AGUA (mm año-1)

EFICIENCIA DEL USO DEL AGUA (%)

RELACIÓN AGUA CONSUMIDA-ENERGÍA PRODUCIDA (mm Mj-1)

Plan

Diagnóstico

Ejecución

Monitoreo

Ajuste

GESTIÓN AMBIENTAL DE EMPRESAS AGROPECUARIAS

SISTEMA INTEGRADO USANDO INDICADORES


Indicadores

de Gestión

Ambiental

Eficiencia de Uso de la Energía

(Mj E Producida/Mj E Consumida)

Uso de la Energía Fósil

(Mj/ha/año)

Producción de Energía

(Mj/ha/año)


Eficiencia Uso del Agua

(%)

Consumo de Agua

(mm/año)

Relación Lluvia-Energía Producida

(mm/Mj)



CARACTERIZACIÓN DE LOS PRODUCTOS

TRIGO, GIRASOL, MAÍZ, SOJA, CARNE Y LECHE

ENERGÍA

Consumo y producción similares (cultivos) o menores (carne y leche) a los encontrados en la bibliografía. Aumento en consumo y producción en el período, en todos los productos (tecnología). Mayor aumento relativo en producción que en consumo (mayor eficiencia), salvo en leche y carne.

AGUA

Consumo y eficiencia al inicio del período menores a los encontrados en la bibliografía. Aumento en el consumo en todos, pero en carne y leche siguen siendo bajos. Marcada diferencia entre la eficiencia de uso del agua de actividades ganaderas y agrícolas, aparente contradicción con la bibliografía.


INDICADORES DEL FLUJO DE ENERGÍA


Precipitaciones anuales (mm)

500

1000

1500

2000

1969/7

0

1974/7

5

1979/8

0

1984/8

5

1989/9

0

1994/9

5

1999/0

0

2004/0

5

2009/1

0

Chaco Húmedo

Chaco Subhúmedo

Yungas

Chaco Seco

500

1000

1500

2000

2500

1969/7

0

1974/7

5

1979/8

0

1984/8

5

1989/9

0

1994/9

5

1999/0

0

2004/0

5

2009/1

0Selva Paranaense

Campos

Esteros

Delta del Paraná

500

700

900

1100

1300

1500

1969/7

0

1974/7

5

1979/8

0

1984/8

5

1989/9

0

1994/9

5

1999/0

0

2004/0

5

2009/1

0

P. M esopotámica

Espinal

Ondulada

Deprimida

Subhúmeda

Austral

Semiárida

NOA

NEA

CENTRO

Consumo de Agua (mm año-1)

0.E+00

5.E+09

1.E+10

2.E+10

2.E+10

19

69

/70

19

79

/80

19

89

/90

19

99

/00

20

09

/10

Años

NEA

NOA

Centro

Eficiencia de uso del

Agua (%)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

19

69

/70

19

79

/80

19

89

/90

19

99

/00

20

09

/10

NOA

NEA

Centro

INDICADORES DEL “FLUJO” DE AGUA


INDICADORES DEL FLUJO DE ENERGÍA

Aumento generalizado del consumo, pero localizado de la producción

Reemplazo de maíz por soja: menor producción de energía

Consumo de Energía Fósil Producción de Energía Eficiencia de uso de la EF


INDICADORES DEL “FLUJO” DE AGUA

Mayores aumentos en las zonas más productivas y de mayor avance

Reemplazo de maíz por soja: menor consumo de agua

Precipitaciones Consumo de Agua Eficiencia de uso del Agua


RELACIÓN ENTRE LOS FLUJOS DE AGUA Y ENERGÍA

Pasó de 40 mm Mj-1 al inicio del período a alrededor de la mitad hacia el final. Se relacionó positivamente con el % de cultivos anuales (mejor ajuste logarítmico). Esta relación fue más acentuada en este indicador que en los de agua y energía por separado.

Relación entre el Consumo de Agua

y la Producción de Energía

Región Agrícola de Argentina

Cultivo vs. Carne


Emisión de gases invernadero (en Mg eq-CO2 ha-1 año-1) de la

producción agropecuaria en la región agrícola de Argentina en

1969/70 y 2010/11.


Emisión de gases invernadero (en Mg eq-CO2 ha-1 año-1) de la producción

agropecuaria en la región agrícola de Argentina en 1969/70 y 2010/11.


Consideraciones Finales

La identificación de los impactos sobre los flujos de agua y energía

no es un desafío menor, sobre todo en una sociedad que se

preocupa crecientemente por los problemas ambientales.

Los indicadores elegidos son lo suficientemente genéricos y

versátiles como para permitir la identificación, cuantificación, y

análisis de los flujos de agua y energía.

La fortaleza de estos estudios no radica tanto en el valor absoluto

de los resultados obtenidos, sino en la identificación de grandes

patrones y gradientes espaciales, y cómo éstos varían en el tiempo.


Consideraciones Finales

Los resultados indican que las regiones más productivas (e intensivas)

mostraron mayores eficiencias de uso de ambos recursos, no solamente

de agua. De acuerdo a esto, lograr un mayor nivel de producción y una

mayor eficiencia en el uso de los recursos no son metas antagónicas.

Además, se confirmó que el impacto del avance de la frontera agrícola (o

bien, el aumento de la superficie de cultivos de cosecha) impactó de

manera diferenciada sobre los flujos de agua y energía.

En general, se encontraron mayores cambios absolutos en las eco-

regiones más productivas (zona Centro), pero mayores cambios

proporcionales en las regiones marginales para la agricultura (NOA y NEA).

De acuerdo a estos resultados, el impacto de la “agriculturización” de la

región tiende a ser cada vez mayor sobre el flujo de energía que sobre el

flujo de agua.


¡MUCHAS GRACIAS!

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