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WORKSHOPBIOFUEL 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
IMPLICANCIAS DE LA PRODUCCIÓN DE BIODIÉSEL
SOBRE EL USO DEL AGUA
ETAPA
AGRÍCOLA
ETAPA
INDUSTRIAL
CANTIDAD * *
CALIDAD
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
REQUERIMIENTOS DE AGUA PARA BIOENERGÍA (2)
La cuestión a investigar es entonces
¿cuál es la
Huella hídrica por unidad de bioenergía
[m3/gigajoule (GJ)]
para los combustibles para el transporte
(en particular el biodiésel, en este caso)
por cultivo y por país?
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.
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.
HUELLA HÍDRICA PARA BIOENERGÍA
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 Europa Oriental
Asia (especial-
mente India, con
gran HH azul)
Soja
Italia
Paraguay
Argentina
India
Jatropha Brasil India
ARGENTINA MAPA FÍSICO
PLUVIOMETRÍA
800 mm
500 mm
HIDROLOGÍA ARGENTINA
RED DE DRENAJE
ARGENTINA. OFERTA HIDRICA
1. Río Bermejo
2. Río Juramento
3. Río Tercero
4. Río Jachal
5. Río San Juan
6. Río Tunuyán
7. Río Diamante
8. Río Atuel
9. Río Neuquén
10. Río Colorado
11. Río Negro
12. Río Limay
13. Río Chubut
14. Río Santa Cruz
15. Río Paraná
16. Río Iguazú
17. Río Uruguay
18. Río Paraná
19. Río Uruguay
Caudal Medio Anual (m3/s)
320
15
30
10
60
30
35
35
300
130
1000
700
50
700
11800
920
2300
16000
4700
RED HIDROLÓGICA
16
17
15
1
2
3
4
5
67
8
18 19
1011
9
12
13
14
Oferta Hídrica(Valor Medio Anual 26.000 m3/s)
Distribución Espacial
Cuenca del Plata 84%
Vertiente Atlántica 10%
Vertiente Pacífica 5%
Cuencas sin derrame
al mar 1%
CUENCAS Y VERTIENTES
PLUVIOMETRÍA
800 mm
500 mm
HIDROLOGÍA ARGENTINA
PRODUCCIÓN DE SOJA
IMPLICANCIAS DE LA PRODUCCIÓN DE BIODIÉSEL
SOBRE EL USO DEL AGUA
ETAPA
AGRÍCOLA
ETAPA
INDUSTRIAL
CANTIDAD
CALIDAD *
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 pesticidasContaminación del suelo, agua y
biota en procesos de bio-acumula-
ción/Problemas de salud
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.
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.
EXTRACCIÓN DE NUTRIENTES POR UNIDAD DE ENERGÍA
GENERADA SEGÚN CULTIVO
Cultivo N
(g/MJ)
P2O5
(g/MJ)
K2O
(g/MJ)
Rendi-
miento
(t/ha)
litros/t MJ/t
Soja 8,3 3,0 13,0 3 133 4 389
Colza 4,7 2,0 6,3 3 351 11 600
Girasol 4,0 2,0 8,0 3 304 10 032
Palma 0,3 0,2 1,1 25 342 11 286
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.
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: | 14637-14641.
IMPLICANCIAS DE LA PRODUCCIÓN DE BIODIÉSEL
SOBRE EL USO DEL AGUA
ETAPA
AGRÍCOLA
ETAPA
INDUSTRIAL
CANTIDAD
CALIDAD *
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.
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.
BIBLIOGRAFÍA
Gerbens-Leenes, W., Hoekstra, A.Y. y T.H. van der Meer, 2009.
The water footprint of bioenergy, edited by David Pimentel,
Cornell University, Ithaca, NY.
Gómez, J.J., Samaniego, J. Y M. Antonissen, 2008.
Consideraciones ambientales en torno a los biocombustibles
líquidos, CEPAL/GTZ, Serie Medio Ambiente Nº 137,
Publicación de las Naciones Unidas, Santiago de Chile.
