Evaluación ambiental de
sistemas de producción de
hortalizas en el Oriente
Antioqueño a partir de análisis
de ciclo de vida
Julieta Mejía Trujillo
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Minas, Departamento de Geociencias y Medio Ambiente
Medellín, Colombia
2016
Evaluación ambiental de
sistemas de producción de
hortalizas en el Oriente
Antioqueño a partir de
análisis de ciclo de vida
Julieta Mejía Trujillo
Trabajo de investigación presentado como requisito para optar al título de:
Magister en medio ambiente y desarrollo
Director: Claudio Jiménez Cartagena
Ph.D. en Ingeniería, M.Sc. En Ciencias Básicas Biomédicas,
Químico Farmacéutico
Codirector: Lina María Berrouet Cadavid
M.Sc. Medio Ambiente y Desarrollo, Ingeniera Forestal
Universidad Nacional de Colombia
Departamento de Geociencias y Medio Ambiente
Medellín, Colombia
2016
Dedicatoria
A mis padres y hermanos por ser mi inspiración
A mis primos Ana Sofía, María Camila, Adrián y Julián quienes me demuestran
el significado de tenacidad.
Agradecimientos
A mis padres y hermanos, por su comprensión, apoyo en mi formación como
profesional, sus enseñanzas son motivación para luchar por ideales.
A los doctores Claudio Jiménez Cartagena y Julián A. Londoño Londoño, los
directores de los grupos de investigación GAMA y GRIAL por la confianza
otorgada en este proceso, sus enseñanzas y paciencia para llevar a cabo el
trabajo de investigación.
A la profesora Lina Berrouet Cadavid por su valioso aporte a la realización de
esta investigación.
Compañeros de oficina de proyectos, quienes siempre nos animamos unos a
otros a dar un término feliz a estos procesos de formación profesional.
Especialmente a mis compañeros y amigos María Victoria Álvarez y Juan
Camilo Vélez Taborda, por apoyarme tanto y con dedicación en tantas
inquietudes.
A la Ingeniera Catalina Areiza, por la capacitación en el manejo del Software
Umberto ® 5.5
Un agradecimiento muy especial a cada uno de los agricultores que
permitieron el acceso a la información requerida, por su amabilidad y
enseñanzas de lo que se vive en el campo, a la Gobernación de Antioquia y su
Secretaría de Agricultura, y las unidades de agricultura del Oriente
Antioqueño.
Resumen
La producción de alimentos, como cualquier actividad supone implicaciones
sobre la calidad ambiental, agotamiento de recursos, degradación del suelo,
emisiones a la atmósfera, contaminación de fuentes hídricas, generación de
residuos, son ejemplos de las afectaciones asociadas a esta actividad
productiva. Por lo anterior, esta investigación realizó una identificación de los
impactos ambientales potenciales asociados a un caso de estudio de sistemas
de producción de hortalizas, en el oriente del departamento de Antioquia
mediante análisis de ciclo de vida -ACV-, esta herramienta permite la
identificación de puntos críticos del proceso productivo, para proponer
acciones de mejora referente a la reducción de materias primas, ahorro de
energía, minimización de la contaminación, consiguiendo con ello reducción en
costos y mejorar la imagen en el mercado.
Adicionalmente es importante entender, como diferentes formas de
producción, en este caso de hortalizas, pueden contribuir o no a la reducción
de esos efectos ambientales, consecuente con esto, esta investigación empleó
el ACV como una herramienta para realizar esta comparación; para ello se
analizaron dos sistemas de producción de tomate bajo condiciones protegidas:
uno con prácticas agrícolas convencionales y otro bajo prácticas orgánicas,
este tipo de cultivo es representativo en cuanto a formas de producción y
empleo de insumos, de otros cultivos de hortalizas en la zona de estudio.
El análisis realizado se hizo bajo el enfoque de la cuna a la puerta excluyendo
el transporte de los insumos, con una unidad funcional de 1 tonelada de
tomate. Se incluyó información primaria dada por los agricultores sobre las
prácticas agrícolas desarrolladas, los insumos y dosificaciones. La evaluación
de los impactos de dichos sistemas se realizó por medio del software Umberto
NXT LCA®. Como resultados principales, se obtuvo, que las categorías de
mayor afectación fueron cambio climático con una carga de 122,32 Kg CO2
equivalente en el sistema convencional y para el sistema orgánico 79,69 Kg
CO2 equivalente, derivado por los insumos para fertilización en el sistema
orgánico y en el sistema convencional por la etapa de preparación del suelo y
fertilización. La segunda categoría con mayor afectación fue la toxicidad
humana, ésta asociada a la etapa del montaje de invernadero, debido a los
procesos de extracción y fabricación de los materiales para esta etapa, siendo
mayor en el sistema orgánico respecto al convencional, dado que el sistema
orgánico requiere una área mayor para la producción de una tonelada de
tomate.
Por último, se realizó un análisis de sensibilidad con escenarios de mejora, en
el caso del sistema convencional se propuso una reducción del 50% en la
VI Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el
Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
utilización de carbonato de calcio y en el sistema orgánico se propuso una
disminución del 50% en el uso de los insumos para la fertilización, observando
la reducción en las cargas ambientales de las categorías de impacto
evaluadas.
La identificación de las cargas ambientales en este estudio servirá como punto
de referencia en evaluación los impactos ambientales potenciales y puntos
críticos que se pueden generar en los sistemas de producción de hortalizas en
la región. En el caso del Oriente Antioqueño particularmente, esta información
mostró la importancia de un acompañamiento más específico a los
agricultores, por parte de expertos en el sector agrícola, con el fin de realizar
mejoras en sus sistemas productivos.
Palabras Claves: Impactos ambientales potenciales, agricultura, sostenibilidad
Abstract
Food production, like any activity, implies implications about environmental
quality, resources depletion, soil degradation, emissions to the atmosphere,
contamination of water sources, generation of waste, are examples of the
effects associated with this productive activity. Due to the above, this research
identifies the potential environmental impacts associated with a case study of
vegetable production systems, in the eastern part of the department of
Antioquia through life cycle analysis - ACV -, this tool allows the identification of
Critical points of the production process, in order to propose improvement
actions regarding the reduction of raw materials, energy savings, minimization
of the pollution, thereby reducing costs and improving the image in the market.
In addition, it is important to understand how different forms of production, in
this case of vegetables, may or may not contribute to the reduction of these
environmental effects, consequently, this research used the LCA as a tool to
make this comparison; For this, two systems of tomatoe´s production under
protected conditions were analyzed: one with conventional agricultural
practices and another under organic practices, this type of crop is
representative in terms of production and use of supplies, other vegetable
crops in the area study.
The analysis was done under the cradle-to-door approach excluding the
transport of supplies, with a functional unit of 1 tonne of tomatoe. Primary
information given by farmers on developed agricultural practices, supplies and
dosages was included. The evaluation of the impacts of these systems was
carried out using Umberto® software. As main results, it was obtained that the
categories most affected were climate change with a load of 122.32 kg CO2
equivalent in the conventional crop and for the organic crop 79.69 kg CO2
equivalent, derived by the supplies for fertilization in the Organic system and in
the conventional system by the stage of preparation of the soil and fertilization.
The second category with the highest impact was human toxicity, associated
with the stage of the greenhouse assembly, due to the extraction and
manufacturing processes of the materials for this stage, being higher in the
organic crop compared with the conventional one, since the culture Organic
requires a larger area for the production of one tonne of tomatoe.
Finally, a sensitivity analysis was performed with improvement scenarios. In
the case of conventional system, a 50% reduction in the use of calcium
carbonate was proposed and in organic system a 50% decrease in the use of
the supples for fertilization, observing the reduction in the environmental loads
of the impact categories evaluated.
VIII Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el
Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
The identification of environmental loads in this study will serve as a
benchmark in assessing the potential environmental impacts and critical points
that can be generated in vegetable production systems in the region. In the
case of Oriente Antioqueño in particular, this information showed the
importance of a more specific accompaniment to the farmers, by experts in the
agricultural sector, in order to make improvements in their productive systems.
Keywords: Potential environmental impacts, agriculture, sustainability.
Contenido IX
Contenido Resumen .......................................................................................................... V
Contenido........................................................................................................ IX
Lista de figuras ............................................................................................... XI
Lista de tablas ............................................................................................... XII
Introducción..................................................................................................... 1
Capítulo 1. Marco Teórico .............................................................................. 5
1.1 Marco Conceptual ............................................................................... 5
1.1.1 Agricultura ..................................................................................... 5
1.1.1.1 Revolución verde .................................................................... 6
1.1.1.2 Agricultura orgánica ................................................................ 7
1.1.2 Herramientas de evaluación del perfil energético y ambiental. ...... 8
1.1.3 Análisis de Ciclo de vida .............................................................. 13
1.1.3.1 Etapas para la realización de un ACV de acuerdo con la ISO
14040 2006 ........................................................................................... 14
1.1.3.2 Métodos de evaluación de impacto ambiental en ACV ......... 19
1.1.3.3 Impacto real e impacto potencial ........................................... 21
1.1.3.4 Carga ambiental .................................................................... 21
1.1.3.5 Análisis de ciclo de vida en agricultura ..................................... 21
1.2 Estado del arte .................................................................................. 23
Capítulo 2. Materiales y Métodos ................................................................. 28
2.1 Área de estudio ...................................................................................... 28
2.1.1 Selección de la Muestra .................................................................. 29
2.2. Análisis de Ciclo de Vida ...................................................................... 32
2.2.1. Definición del objetivo y alcance del ACV ...................................... 32
2.2.2 Análisis de inventario ...................................................................... 33
2.2.3 Análisis de impacto ......................................................................... 35
2.3. Software y base de datos. .................................................................... 37
Capítulo 3. Resultados y discusiones ......................................................... 38
3.1 Diagnóstico de los sistemas productivo ................................................. 38
3.1.1 Sistema de Producción Convencional ............................................. 38
3.1.2 Sistema de Producción Orgánico .................................................... 40
3.2 Análisis del inventario ............................................................................ 41
3.2.2 Consumo de Energía ...................................................................... 43
3.3 Análisis de evaluación del impacto ambiental ........................................ 43
X Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el
Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
3.3.1 Análisis del Impacto ........................................................................ 46
3.4 Análisis de sensibilidad .......................................................................... 49
Capítulo 4. Conclusiones y recomendaciones. .......................................... 52
Capítulo 4. Conclusiones y recomendaciones. .......................................... 52
Anexos I. Modelo de entrevista .................................................................... 54
Anexos II. Sistema Orgánico ........................................................................ 61
Anexos III. Sistema Convencional ............................................................... 63
Bibliografía..................................................................................................... 65
Contenido XI
Lista de figuras Figura 1. Etapas metodológicas del ACV ........................................................ 13
Figura 2. Terminología relacionada con el alcance de un ACV ....................... 14
Figura 3. Elementos de la Fase EICV ............................................................. 16
Figura 4. Esquema de la clasificación y caracterización en la fase de AICV .. 18
Figura 5. Región Oriente Antioqueño .............................................................. 28
Figura 6. Ubicación de las fincas que suministraron información .................... 31
Figura 7. Límites del sistema dentro del Ciclo de Vida. ................................... 33
Figura 8. Cargas ambientales por unidad funcional de los sistemas de
producción. ...................................................................................................... 44
Figura 9. Contribución de las etapas del sistema convencional a las categorías
de impacto. ...................................................................................................... 45
Figura 10. Contribución de las etapas del sistema orgánico a las categorías de
impacto. ........................................................................................................... 46
Figura 11. Cargas ambientales en la categoría de calentamiento global en
sistema orgánico y sistema convencional ....................................................... 47
Figura 12. Cargas ambientales en la categoría de toxicidad humana en
sistema orgánico y sistema convencional ....................................................... 48
Figura 13. Cargas ambientales en la categoría de ecotoxicidad ecosistemas
marinos en sistema orgánico y sistema convencional ..................................... 49
Figura 14. Comparativo de sistema convencional evaluado y sistema
convencional con 50% de disminución en el uso de la cal. ............................. 50
Figura 15. Comparativo de sistema orgánico evaluado y sistema orgánico con
50 % de disminución en el uso de insumos para fertilización. ........................ 51
XII Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el
Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Lista de tablas
Tabla 1 Herramientas para medir el perfil energético y ambiental. Aplicados a
casos del sector agricultura. .............................................................................. 9
Tabla 2. Implementación del ACV en el sector agrícola .................................. 24
Tabla 3. Producción de hortalizas priorizadas zona altiplano del Oriente
Antioqueño ...................................................................................................... 29
Tabla 4. Unidad muestral agricultores convencionales ................................... 30
Tabla 5. Vida útil de los materiales del montaje del invernadero .................... 33
Tabla 6. Categorías de impacto CML 2001 ..................................................... 35
Tabla 7. Entradas de materiales y energía por unidad funcional (1 ton de
tomate) en los sistemas analizados ................................................................ 42
Tabla 8. Cargas ambientales de los sistemas de producción por unidad
funcional .......................................................................................................... 44
Introducción 1
Introducción
La dinámica mundial del mercado de las hortalizas es creciente conforme las
estadísticas de la Organización de la Naciones Unidas para la Alimentación y
la Agricultura (FAO), durante el año 2011 se registraron una producción
mundial de hortalizas de 1.027.644 millones de toneladas. Ésta experimentó
un aumento a una tasa anual del 3% (muy superior al índice de crecimiento de
la población mundial) (FAO, 2014).
Respecto a la producción de hortalizas en Colombia, durante el año 2012, se
registró una producción de 1.244.496 toneladas de hortalizas como arveja
(Pisum sativum), cebolla de rama (Allium fistulosum), zanahoria (Daucus
carota), tomate (Solanum lycopersicum), haba (Vicia faba), acelga (Beta
vulgaris var. Cicla), repollo (Brassica oleracea var. capitata L.), brócoli
(Brassica oleracea itálica), berenjena (Solanum melongena), ahuyama
(Cucurbita máxima), pepino (Cucumis sativus) , pimentón (Capsicum annuum),
entre otras (SIPSA; MinAgricultura; DANE, 2014). Para el año 2010, las
hortalizas con mayor volumen de producción correspondieron al tomate (30%),
cebolla cabezona (17%), zanahoria (15%), cebolla larga (9%) y repollo (5%),
constituyendo el 78% de la producción total en ese año. En términos
geográficos, los departamentos con mayor producción de hortalizas, para ese
mismo año, fueron: Boyacá (26%), Cundinamarca (20%), Antioquia (11%),
Norte de Santander (11%) y Nariño (6%), los cuales sumados produjeron el
74% de la producción de las hortalizas en el país (Delegatura de Protección de
la Competancia, 2012). A nivel departamental, el caso de Antioquia, la región
del Oriente Antioqueño se destaca por ser una región estratégica en el sector
agrícola, siendo así una despensa de hortalizas, frutas, productos lácteos,
flores, café, caña, entre otros productos factibles de exportación (Cámara de
Comercio del Oriente Antioqueño, 2014).
En términos generales la producción de hortalizas en las regiones de
Colombia, plantea grandes retos para la agricultura y la investigación,
relacionados con la alta incidencia de plagas y enfermedades, el uso
indiscriminado de agroquímicos, las incorrectas prácticas de manejo, el
deterioro de los recursos naturales, la deficiente infraestructura y los altos
costos de producción (Osorio, 2001). Adicionalmente, la actividad agrícola,
dependiendo de su nivel y forma de producción, puede llegar a afectar otros
usos del suelo y actividades económicas. Un caso particular de la región del
Oriente Antioqueño se ubica en el sector del embalse La Fe, donde se cultivan
hortalizas como repollo, zanahoria, remolacha, brócoli, coliflor, lechuga,
pimentón, tomate y arracacha, entre otras (Agudelo C, Soto V, Pérez O,
Jaramillo G, & Moreno, 2011); perturbando el carácter de reserva natural y los
servicios ecosistémicos que de este sistema ecológico sustenta como: el agua
2 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
para consumo a nivel local y a la población del Valle de Aburrá (Herrera A,
2010). En general las prácticas mencionadas, riñen con criterios de
sustentabilidad, por lo cual han surgido enfoques alternativos para la
agricultura como agricultura orgánica y prácticas agroecológicas. Estos
enfoques se sustentan en prácticas de manejo ambiental que además de
permitir la provisión de alimentos, garantizan el mantenimiento de la integridad
ecológica (Herrera Huerta, Muñoz Alvear, & Montalba Navarro, 2012).
Para la ejecución de mejores prácticas en los sistemas productivos, se
requiere de herramientas que ayuden a identificar y evaluar los posibles
impactos, con el fin de establecer estrategias que permitan prevenirlos,
mitigarlos, corregirlos, o compensarlos, de forma que la actividad productiva
esté en avenencia con la conservación de los recursos naturales.
En este contexto, el análisis de ciclo de vida (ACV) se ha considerado una
herramienta que permite la evaluación de los impactos ambientales
potenciales generados por los sistemas productivos, mediante la colección de
un inventario de intercambios medioambientales asociados al producto a lo
largo de su ciclo de vida y la evaluación del potencial de los impactos
ambientales de esos intercambios (Bazrgar, Soltani, Koocheki, & Zeinali,
2011). Esta herramienta permite realizar un direccionamiento hacia la
reducción de materias primas, ahorro de energía, minimización de la
contaminación, consiguiendo con ello reducción en costos y mejoramiento de
la imagen en el mercado, con aplicaciones directas de diseño y mejora de
productos, planificación estratégica y marketing.
Los ACV se desarrollaron, en un principio, para el estudio de procesos
industriales. Dentro de la industria, se han empleado, tradicionalmente, en el
desarrollo de productos menos contaminantes; se han utilizado, igualmente,
para mejorar la política ambiental en las empresas. Así mismo, ha resultado un
instrumento eficaz en el desarrollo de los criterios necesarios para el
ecoetiquetaje (Anton Vallejo, 2012). En el caso de la agricultura, el ACV, ha
sido implementado con el fin de realizar un análisis integral y comparativo, de
los sistemas de producción agrícola, que permitan la identificación de puntos
críticos ambientales y las posibilidades de mejoras de las prácticas agrícolas
(Hayashi, 2012).
La importancia de este trabajo de investigación, se basó en la generación de
un análisis de las cargas ambientales de dos sistemas de producción de
hortalizas, con aplicación a un caso de estudio en el Oriente Antioqueño,
mediante la metodología de ACV, con la que se obtuvo una identificación de
los impactos ambientales potenciales generados en dichos sistemas,
permitiendo identificar y evaluar puntos críticos en las etapas del proceso de
producción de cada sistema, para los cuales se pudo establecer estrategias de
Introducción 3
reducción de impactos ambientales y mejoras en la demanda de insumos de
producción.
Este trabajo se ha estructurado en cuatro capítulos: El primer capítulo se
definen los principales conceptos de distintas temáticas: la agricultura, sus
impactos y los cambios que han venido aconteciendo, herramientas para la
evaluación del perfil ambiental o energético aplicados a la agricultura y
finalmente, con la explicación de la metodología de ACV y su aplicación en
sistemas productivos. En el segundo capítulo se presenta la metodología
implementada, el área de estudio, materiales y métodos involucrados en la
investigación. El tercer capítulo comprende los resultados de la evaluación de
los impactos de nuestro estudio de caso y por último en el capítulo cuatro se
describen las conclusiones que se obtuvo de la evaluación de los impactos de
los sistemas productivos evaluados.
4 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
OBJETIVOS
Objetivo General
Evaluar el comportamiento ambiental de dos sistemas de producción de
hortalizas (convencional y orgánico) desde el enfoque del Análisis de Ciclo de
Vida (ACV). Caso de estudio Oriente Antioqueño.
Objetivos específicos Determinar los límites de los sistemas para la aplicación del Análisis de
Ciclo de Vida.
Identificar las interacciones de los sistemas de producción sobre los
componentes ambientales.
Evaluar los impactos ambientales asociados a cada sistema productivo
(convencional y orgánico).
Realizar un análisis comparativo de las cargas ambientales a partir de
los resultados obtenidos.
Capítulo 1 Marco teórico 5
Capítulo 1. Marco Teórico
En el presente capítulo se hace una revisión del marco conceptual y estado
del arte de los temas que conforman la presente investigación. En la primera
parte se presenta información sobre la agricultura y los cambios que han
ocurrido a lo largo de la historia, luego se identifican algunas herramientas de
evaluación del perfil ambiental o energético en el sector productivo. Finalmente
se realiza una explicación sobre la metodología de Análisis de ciclo de Vida
(ACV) y casos en los que se ha implementado.
1.1 Marco Conceptual
1.1.1 Agricultura
A través del tiempo los europeos colonizaron otros continentes, desplazando
poblaciones indígenas e introduciendo la actividad agrícola, la cual permitió
alimentar a una población mucho más densa, sustentado en la
conceptualización de progreso y la eficiencia; obteniendo productos
alimenticios de forma segura y abundante, esto dio pie a que se extendieran
las áreas de cultivos agrícolas (Gross, 2013).
La agricultura se puede entender como la manipulación que hacen los seres
humanos de la energía, usando los agroecosistemas para capturar y convertir
energía solar, en alguna forma particular de biomasa que puede ser empleada
como alimento o combustible (Garcés Jaramillo, 2010). Es así, como Palm,
Blanco-Canqui, DeClerck, Gatere, & Grace (2014), manifiestan que el aumento
de la producción de alimentos a expensas de los ecosistemas, puede socavar
la sostenibilidad de éstos y finalmente afectar la producción de cultivos.
Según información del Fondo Internacional de Desarrollo Agrícola (FIDA), para
el año 2011, existían alrededor de 500 millones de pequeños agricultores en
todo el mundo, los cuales constituyen el sustento para más de 2,000 millones
de personas; por su parte, la Organización para la Agricultura y la
Alimentación de las Naciones Unidas (FAO), manifiesta que aproximadamente
la mitad de las personas que sufren de hambre en el mundo, son comunidades
de pequeños agricultores, quienes viven de lo que logran obtener de las tierras
marginales, propensas a ser afectadas por desastres naturales como sequías
o inundaciones (Programa mundial de alimentos (WFP), 2016). No obstante,
alrededor de 840 millones de personas no tienen acceso continuo a alimentos
suficientes para satisfacer sus necesidades básicas de energía (Lewis,
Mazoyer, Roudart, & Membrez, 2008).
6 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Dadas las anteriores carencias en la producción de alimentos, se han
generado estrategias para satisfacer éstas necesidades, tal es el caso de la
revolución verde que implementó sistemas productivos extensivos, para
garantizar una producción suficiente para cubrir la demanda creciente de
alimentos.
1.1.1.1 Revolución verde
A principios de 1940, la Fundación Rockefeller colaboró con el gobierno
mexicano para ampliar la producción de trigo, maíz y frijoles, dado que,
durante esta época, México importó casi la mitad de su trigo para el consumo
interno. En un corto lapso de diez años, el programa piloto dirigido por el Dr.
Norman Borlaug, desarrolló variedades de alto rendimiento de semillas de trigo
en combinación con la utilización intensiva de insumos modernos, tales como
fertilizantes inorgánicos para aumentar drásticamente la producción lo que
permitió a este país lograr la autosuficiencia. Esto marcó el comienzo de la
llamada "Revolución Verde" (Harwood, 2009; Chaifetz & Jagger, 2014).
Posteriormente entre los años 1950 y 1960, en la mayor parte de Asia y África
se enfrentaron a periodos de sequía y escasez de alimentos. Frente a esta
condiciones alimentarias, se replicó el éxito del trigo mexicano con la
cooperación Dr. Borlaug y la Fundación Ford a dichos continentes (Zeigler &
Mohanty, 2010).
La Revolución Verde hizo hincapié en una mayor productividad agrícola de los
granos básicos, y logró un nivel de éxito en la disminución de la desnutrición y
la reducción de los precios de los alimentos. Entre 1970 y 1990, el precio de
los alimentos básicos (arroz, trigo) disminuyó en relación con el precio de los
alimentos ricos en macronutrientes (verduras, legumbres) en gran parte de
Asia (Gómez et al., 2013). Estas prácticas de la revolución verde, por
desgracia, han generado el agotamiento de acuíferos de agua, degradación de
ecosistemas, acidificación del perfil del suelo y la descomposición general de
la materia orgánica del suelo, debido al uso excesivo de insumos externos
como los agroquímicos (van der Laan, Bristow, Stirzaker, & Annandale, 2017),
causando así no solo daños a la biodiversidad, si no también riesgos para la
salud humana.
Ante estas afectaciones generadas por la agricultura convencional y teniendo
en cuenta los objetivos de crecimiento sostenible de la producción de
alimentos, para atender las crecientes necesidades de la población mundial y
el alivio de la pobreza, se requiere ayudar a los pequeños productores a
desarrollar sistemas agrícolas que sean más productivos, rentables, con
recursos eficientes y respetuosos con el medio ambiente (Dogliotti et al.,
Capítulo 1 Marco teórico 7
2014). Por lo anterior, se han realizado esfuerzos de investigación colectiva en
la transición de la agricultura convencional a la agricultura sostenible.
1.1.1.2 Agricultura orgánica
El grupo interdepartamental de trabajo de la FAO sobre agricultura orgánica, la
define como un sistema de gestión de la producción integral que evita el uso
de fertilizantes sintéticos, pesticidas y organismos genéticamente modificados,
a fin de minimizar impactos como la contaminación del aire, suelo y agua
garantizando también la salud de los seres vivos (Nelles, 2011). Dada la
singularidad de la agricultura orgánica, se le atribuyen bondades como la
protección del medio ambiente, así como la seguridad alimentaria y la
reducción de la pobreza; se presume que las prácticas orgánicas evitan daños
a los recursos naturales, mejoran la biodiversidad y mitiga los efectos del
cambio climático (Nelles, 2011). Blesh & Drinkwater (2013), explicaron que la
rotación de cultivos empleada en la agricultura orgánica, contribuye al
equilibrio ecológico, la rehabilitación de la biodiversidad y el aumento de la
materia orgánica del suelo.
Es así, como durante los últimos 15 años la agricultura orgánica ha ido en
aumento; pero a pesar de este crecimiento y el aumento de la investigación en
este campo, la agricultura orgánica certificada ocupa cerca del 1% de las
tierras cultivadas con 37.2 millones de hectáreas, de las cuales un 23% se
encuentran en América Latina (de Ponti, Rijk, & van Ittersum, 2012; Martínez
Bernal, Bello Rodriguez, & Dominguez, 2012).
Sin embargo, se tienen algunas inquietudes sobre el papel de la agricultura
orgánica, como su rentabilidad financiera y si puede llegar a ser
económicamente competitiva; lo anterior depende de su productividad, la
demanda de sus productos y canales de comercialización (de Ponti et al.,
2012). Otra inquietud es a cerca de la relación entre el tipo de la agricultura y
la biodiversidad, puesto que alimentar al mundo con la agricultura orgánica
puede requerir más extensión de tierra que la agricultura convencional (Lauer
et al., 2014); esta necesidad de mayor área se traduce en repercusiones sobre
los ecosistemas, la tala y ampliación de la frontera agrícola, entre otros.
Por esto, relacionando las implicaciones que traen consigo las prácticas de los
diferentes sistemas productivos (convencional u orgánico), se hace necesario
la aplicación de herramientas que evalúen el perfil ambiental o energético de
sistemas productivos, con el fin de prevenir los posibles impactos negativos de
este tipo de actividades productivas sobre los recursos y la implementación de
acciones de mejora.
8 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
1.1.2 Herramientas de evaluación del perfil energético y
ambiental.
En la Tabla 1 se relacionan algunos estudios que han implementado
herramientas de perfil energético y ambiental en la agricultura, el propósito de
este resumen, fue comprender y comparar los métodos, enfoques de
evaluación y las ventajas de estos, con el fin de analizar e identificar las
posibilidades de implementación, alcances y ajuste al estudio de caso que se
desee analizar.
Como se aprecia en la tabla 1, las herramientas que miden el perfil ambiental
permiten identificar impactos ambientales asociados a los sistemas
productivos, con lo que se puede lograr proponer acciones de mejora. En el
caso en el que se utilicé una herramienta para medir el perfil energético de un
sistema, esta servirá para identificar y optimizar la eficiencia energética del
sistema en su conjunto.
Hay que tener presente que una sola herramienta no proporciona respuestas
completas, a todas las preguntas sobre las posibles afectaciones de un
proceso o actividad. Estas deben seleccionarse a partir de una valoración
apropiada sobre los datos disponibles, análisis e interpretación de resultados y
asegurar que se incluyen los factores ambientales pertinentes.
Es así como el enfoque de ACV, tiene una gran ventaja frente a la aplicación y
análisis de resultados, dada la capacidad de retroalimentar cada etapa del
proceso productivo con información e interpretación, además de que esta
metodología ayuda no solo a realizar la identificación de impactos
ambientales, sino también pueden incluir medidas de direccionamiento hacia
alternativas, tales como los cambios en productos, procesos, materia prima,
consumo y gestión de residuos (Finnveden et al., 2009). Por lo tanto el ACV,
junto con otros enfoques, ofrece información fiable y completa para los
responsables políticos, productores y consumidores en la selección de
productos sustentables y procesos de producción.
Capítulo 1 Marco teórico 9
Tabla 1 Herramientas para medir el perfil energético y ambiental. Aplicados a casos del sector agricultura.
Método Área de estudio Autor, Año Propósito Fortalezas
Balance Energético
El estudio se realizó a cultivos de Tomate
de invernadero en la provincia Ricaurte
Alto Boyacá, Colombia. Se calculó el perfil
de energía, a 126 unidades productivas.
(Bojacá,
Casilimas, Gil, &
Schrevens, 2012)
Se aplicó para caracterizar el balance
energético de los sistemas agrícolas y
poder analizar la variabilidad
encontrada en el sistema de cultivo y,
así establecer categorías de eficiencia
que se pueden utilizar para mejorar el
balance energético del sistema. Este estudio de caso también buscó
contribuir en el análisis de la
eficiencia energética de los sistemas
agrícolas en los países en desarrollo,
donde todavía existe una escasez de
investigación en este tema.
La caracterización puede
indicar vías para optimizar
la eficiencia energética del
sistema en su conjunto.
Gestión del riesgo
La región de Tesalia, Grecia, se
caracteriza por un paisaje muy variable,
representa aproximadamente el 10,6% de
Grecia. Tesalia es considerada una de las
principales regiones agrícolas del país.
Igualmente se caracteriza por la
vulnerabilidad de la agricultura por los
eventos hidrometeorológicos extremos,
tales como inundaciones, granizo y
sequías son muy comunes en la cuenca,
pero también debido al déficit de agua
existente para la agricultura.
(Dalezios, Blanta,
Spyropoulos, &
Tarquis, 2014)
Identificación de riesgos de la sequía
agrícola dentro del marco de gestión
de riesgos. La identificación del riesgo
de la sequía agrícola implica la
cuantificación de la sequía, el
monitoreo incluyendo la alerta
temprana, así como la inferencia
estadística.
Identificación del riesgo se
consideran bastante
satisfactorio dado que
ofrece un potencial
pronóstico y vigilancia.
Evaluación cuantitativa de
sequía agrícola, así como
el cálculo de características
espaciotemporales.
10 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Método Área de estudio Autor, Año Propósito Fortalezas
Análisis por envoltura
de datos
61 Granjas de Cultivos de la cuenca
hidrográfica del río East Anglian, Reino
Unido se utilizaron como base para el
análisis. Entre los cultivos, están: papas,
remolacha dulce, cereales.
(Gadanakis,
Bennett, Park, &
Areal, 2015)
Permitió la identificación de
tecnologías y prácticas agrícolas
apropiadas para cada explotación y,
por tanto, indica mejoras específicas
que se pueden realizar.
Se ha utilizado para evaluar
conjuntamente la mejora
económica y ambiental
potencial de los sistemas
de producción
Modelos de transporte
Se diseñó un experimento virtual, es decir,
un experimento numérico lo más cerca
posible a las condiciones ambientales en
La cabecera de la cuenca Ror (1,95
kilometros2), esta cuenca se encuentra en
la meseta suiza. La mayor parte de la
cuenca está bajo la agricultura (90%) y
una parte más pequeña está cubierta por
bosques.
(Gassmann,
Olsson, Stamm,
Weiler, &
Kümmerer, 2015)
Simular las zonas de origen críticos
para los plaguicidas y productos de
transformación o subproductos
● Analizar las fuentes difusas
que se incorporan a los
cuerpos de agua a lo largo de
una red fluvial, enfatizando a
las generadas por actividades
agrícolas. Con este análisis
en dichas zonas de origen
crítico, puede ser una medida
eficaz para reducir la
exposición de agroquímicos
de corrientes afectadas por
actividades agrícolas.
Capítulo 1 Marco teórico 11
Método Área de estudio Autor, Año Propósito Fortalezas
Multicriterio y modelo
de optimización
Se realizó el análisis de esta herramienta,
para el cultivo de caña de azúcar, fue un
análisis de la metodología.
(Aguilar-Rivera,
N ; Houbron, J. E ;
Espinoza-Lopez,
2014)
El modelo clasifica las tierras de
diferente aptitud en una tipología
(zonificación), en función de su
capacidad para establecer proyectos
de diversificación. El método se llevó a cabo con la
construcción de la estructura
jerárquica, la normalización de los
factores, la ponderación y
combinación con sus pesos, el diseño
de la matriz de Saaty (matriz de
comparación por pares), la
determinación del índice de
diversificación y por último la
generación de mapas de
caracterización de la zona de abasto
cañero y de aptitud o índice de
diversificación.
● La identificación de
alternativas factibles
involucradas directamente en
la capacidad de
diversificación de territorios o
regiones.
● La construcción de criterios
mediante una estructura
jerárquica.
● La evaluación del desempeño
de cada alternativa o factor
con respecto a cada criterio; y
la agregación de los
resultados
Índice de desempeño
ambiental
El estudio deriva índices de eficiencia
ambiental para diversos tipos de sistemas
de riego a través de diecisiete regiones
dentro de la cuenca del Murray-Darling,
Australia. Deben compararse a una
misma unidad de referencia esto permite
comparar el desempeño ambiental relativo
de las unidades de producción
consideradas entre las regiones
(Azad & Ancev,
2014)
Permitió medir el equilibrio entre las
presiones ambientales creadas por la
agricultura de regadío y su
rendimiento económico.
● Medir las compensaciones
económicas y ambientales en
la agricultura de regadío.
12 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Método Área de estudio Autor, Año Propósito Fortalezas
Análisis de Ciclo de
Vida
Fueron analizados dos sistemas de
producción de lechuga en el norte de
Grecia, un sistema orgánico y uno
convencional, para evaluar los impactos
ambientales potenciales de cada sistema,
(Foteinis &
Chatzisymeon,
2016)
Evaluar la sostenibilidad ambiental de
dos sistemas de producción de
lechugas diferentes.
Tiene en cuenta toda la
historia del sistema
productivo, analizando las
interacciones en conjunto
Permite realizar
comparación entre
diferentes sistemas de
producción.
La identificación de puntos
críticos, lo cual permite
realizar un
direccionamiento hacia
acciones de mejora.
Fuente: Elaboración Propia
Capítulo 1 Marco teórico 13
1.1.3 Análisis de Ciclo de vida
El análisis de ciclo de vida (ACV) estudia los aspectos ambientales y los
impactos potenciales a lo largo del ciclo de vida de un producto o de una
actividad. El ciclo de vida de un producto considera la “historia” del producto,
desde su origen como materia prima hasta su final como residuo. Se tiene en
cuenta todas las fases intermedias como transporte y preparación de materias
primas, manufactura, transporte a mercados, distribución, uso, etc. (Anton,
2004).
Los propósitos de un ACV según lo describe Roy et al., (2009), son:
1) La comparación de productos alternativos, procesos o servicios.
2) La comparación de los ciclos de vida alternativos para un determinado
producto o servicio.
3) La identificación de las etapas del proceso productivo del ciclo de vida
donde se pueden evidenciar las acciones de mejoras.
La metodología del ACV, se basa en identificar y analizar los procesos de
producción, como un conjunto de elementos interrelacionados entre sí y el
medio ambiente; se emplea un sistema de fases interrelacionadas, es un
proceso que se retroalimenta y se enriquece a medida que se desarrolla (De
León Cifuentes, 2009). La ISO 14040 2006 plantea cuatro etapas para el ACV
como se muestra en la Figura 1.
Figura 1. Etapas metodológicas del ACV
Fuente: NTC-ISO-14040, 2007.
14 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortalizas (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
1.1.3.1 Etapas para la realización de un ACV de acuerdo con la ISO
14040 2006
a. Definición de objetivos y alcance
En el objetivo del ACV, se define el propósito del estudio y la aplicación
prevista. El alcance se define en términos de cobertura temporal, geográfica y
tecnológica (Guinée et al., 2004), dentro del alcance se incluyen los siguientes
puntos: el sistema del producto a estudiar, los límites del sistema y la unidad
funcional. Los límites del sistema definen los procesos unitarios a ser incluidos
en el sistema (NTC-ISO-14040, 2007).
Cuando se tienen en cuenta los procesos unitarios desde la extracción de
materias primas, transformación de las materias primas, transporte,
elaboración de producto o actividad productiva, transporte a la
comercialización, uso y disposición final, este tipo de ciclo de vida se le
denomina comúnmente “de la cuna a la tumba”. Cuando el alcance del
sistema a estudiar se limita desde la obtención de las materias primas hasta
que el producto está listo para ir al mercado, se le denomina “de la cuna a la
puerta”. Cuando el enfoque contempla solo los procesos unitarios del sistema
productivo se le llama “de la puerta a la puerta” (Cadavid Marín, 2014).
Figura 2. Terminología relacionada con el alcance de un ACV
Fuente: (IHOBE, 2009).
El propósito de la unidad funcional es proporcionar una unidad de referencia a
la cual se relacionan las entradas y salidas (NTC-ISO-14040, 2007). La unidad
funcional describe la función principal del sistema (Anton Vallejo, 2012).
Capítulo 1 Marco teórico 15
b. Análisis del Inventario (ICV)
El análisis del inventario implica la recopilación de los datos y los
procedimientos de cálculo para cuantificar las entradas y salidas de un sistema
producto.
La realización de un análisis del inventario es un proceso iterativo, a medida
que se recopilan los datos y se aprende más sobre el sistema, se pueden
identificar nuevos requisitos o limitaciones; de tal manera que se puedan
realizar cambios en los procedimientos de recopilación de datos y cumplir con
los objetivos del estudio(NTC-ISO-14040, 2007)..
Uzcátegui Ponce (2012), explica que existen dos tipos de datos dentro de un
inventario. Los datos de primer plano, son aquellos datos específicos que se
requieren para modelar un sistema y son datos no genéricos que aplican a un
determinado proceso y lugar.
Los datos de segundo plano, son aquellos datos genéricos que se pueden
encontrar a través de fuentes de información secundaria.
c. Evaluación del impacto (EICV)
La fase de evaluación de impacto de un ACV, tiene como propósito evaluar la
significancia de los impactos ambientales potenciales, utilizando los resultados
del inventario de ciclo de vida (ICV). En general, este proceso implica la
asociación de los datos de inventario con categorías de impactos ambientales
específicas y con los indicadores de esas categorías, para entender estos
impactos (NTC-ISO-14040, 2007).
Acorde a la figura 3, la evaluación de impacto consta de 6 fases. Selección de
las categorías, clasificación, caracterización (aspectos obligatorios),
normalización, agrupación y ponderación (aspectos opcionales).
16 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortalizas (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Figura 3. Elementos de la Fase EICV
Fuente: NTC-ISO-14040 (2007).
Diferente autores explican de forma detallada esta etapa del análisis de ciclo
de vida, entre estos, Udo de Haes et al. (1999), Finnveden et al., (2009),
Pennington et al., (2004). En específico Udo de Haes et al. (1999), toman en
cuenta las definiciones listadas a continuación, para contextualizar esta etapa.
Intervenciones ambientales, se refiere a actividades de extracción
particular o emisiones al ambiente.
Mecanismo ambiental, sistema de procesos físicos, químicos y
biológicos para una categoría de impacto dada, que vincula los
resultados del análisis del inventario del ciclo de vida con indicadores
de categoría y con puntos finales de categoría.
Categoría de impacto: una clase que representa las cuestiones
ambientales de interés en las que se pueden asignar los resultados del
inventario. Las categorías de impacto, se pueden clasificar bajo dos
tipos de enfoques: categorías de puntos medios o categorías de punto
final. Estas últimas se refieren a nivel de áreas de protección, en tanto
que las categorías de punto medio indican impactos entre la emisión y
el punto final en el mecanismo ambiental.
Áreas de protección, son aquellos receptores de punto final que tienen
un valor representativo para la sociedad. contemplan las siguientes
Capítulo 1 Marco teórico 17
áreas: entorno natural, salud humana, recursos naturales y ambiente
construido por el hombre.
Indicador de categoría, una representación cuantificable de una
categoría de impacto.
Factor de Caracterización: Factor que surge de un modelo de
caracterización, que se aplica para convertir el resultado del análisis del
inventario del ciclo de vida asignado a una unidad común del indicador
de categoría.
Ante estas definiciones, se precisan las acciones que se realizan en cuanto a
las fases obligatorias de la fase de evaluación del ciclo de vida.
Clasificación: El procedimiento consiste en identificar y correlacionar todas las
intervenciones ambientales a una o más categorías de impactos potenciales
(De Carvalho Filho, 2001).
Caracterización: Consiste en la modelización, mediante factores de
caracterización de los datos del inventario para cada una de dichas categorías
de impacto.
En este contexto explica Anton (2004) que cada categoría de impacto, por
ejemplo acidificación precisa de un indicador de categoría, en este caso la
emisión de ácido equivalente. La suma de diferentes intervenciones
ambientales, para una misma categoría, se hará en la unidad del indicador,
mediante los factores de caracterización, también llamados factores
equivalentes. Para el desarrollo de estos factores de caracterización, es
necesario la elaboración de estudios y modelos. La figura 4 representa el
desarrollo y aplicación de los factores de caracterización en el ACV.
18 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortalizas (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Figura 4. Esquema de la clasificación y caracterización en la fase de AICV
Ejemplo para la categoría de Acidificación.
Fuente:Anton (2004).
Existen otros tres pasos considerados opcionales, todos ellos de igual
importancia para el análisis final del perfil ambiental del producto o proceso
analizado. Como se mencionó anteriormente son normalización, agrupación y
ponderación. La normalización, es la fase en donde se determina la magnitud
de cada categoría de impacto caracterizada, teniendo en cuenta un indicador
de referencia (De Carvalho Filho, 2001). El objetivo de esta fase es ubicar los
resultados de la evaluación de impacto en un contexto, mediante un ajuste de
los resultados a través de dimensiones comunes, con el fin de facilitar la
interpretación de los resultados (Pennington et al 2004).
La agrupación es el proceso cualitativo, en el cual las categorías de impacto
se agregan en uno o más conjuntos. El agrupamiento puede resultar en una
clasificación amplia o jerarquía de categorías de impacto con respecto a su
importancia. Finalmente, la ponderación (también denominada "valoración"
en algunos círculos de ACV), se refiere al uso de factores numéricos basados
en opciones de valor para facilitar la comparación entre los indicadores de
categoría de impacto (o resultados normalizados).
d. Interpretación
Es la fase en la que se combinan los resultados del análisis del inventario, con
la evaluación de impacto, de acuerdo con el alcance y objeto del estudio. Los
resultados de esta interpretación pueden adquirir la forma de conclusiones y
recomendaciones para la toma de decisiones. Además, permite determinar en
qué fase del ciclo de vida del producto o actividad, se generan las principales
cargas ambientales y por lo tanto, qué puntos del sistema pueden o deben
mejorarse.
Capítulo 1 Marco teórico 19
1.1.3.2 Métodos de evaluación de impacto ambiental en ACV
Por ahora no existe un consenso común sobre qué método de evaluación es el
más adecuado. En diversos estudios se ha decidido seleccionar varios
métodos, para realizar un contraste de los resultados obtenidos con cada uno
y que éstos tuvieran un cierto nivel de fiabilidad, ya que la reducción del
inventario del ciclo de vida a un único valor puede ocultar mucha información
(Uzcátegui Ponce, 2012). Alguno de estos métodos más utilizados y
explicadas por Cámbara Villanueva (2012) son:
CML 2001
La metodología CML 2001 (Guinée et al., 2002), es una actualización del CML
1992. Su objetivo es proporcionar las mejores prácticas para indicadores del
tipo puntos medios, de acuerdo al estándar ISO 14040. La metodología incluye
los pasos de caracterización y clasificación. La coherencia en el tratamiento de
los diferentes impactos en la caracterización, se garantiza para cada indicador
mediante el cálculo por separado de los factores de caracterización.
Ecoindicador 99
El método Eco-indicador 99 puede resolver el problema de la contribución
mutua de un producto dentro del ciclo de vida a una determinada categoría
ambiental mediante el uso de coeficientes de ponderación. Esto permite
calcular un solo valor para el impacto ambiental total basado en los efectos
calculados.
El Eco-indicador 99 tiene una etapa de evaluación de daños. Lo que significa
que los indicadores de impacto que resultan, se calculan en la etapa de
caracterización, y se añaden formando las distintas categorías de daños, se
agrupan en las mismas categorías de daño todas aquellas categorías de
impacto que tiene la misma unidad, es decir, el método Eco-indicador 99
permite hacer una evaluación de daños, en la que engloba los resultados de la
caracterización en las tres categorías finales.
TRACI
Es una metodología que ha sido desarrollada por la EPA de EEUU, a nivel
midpoint que representa las condiciones medioambientales de EEUU en su
conjunto o por estado. Esta metodología, con validez geográfica centrada en
EEUU, permite la caracterización de los potenciales efectos ambientales, entre
los cuales se incluyen: calentamiento global, acidificación, eutrofización,
formación smog, ecotoxicidad, efectos cancerígenos y no cancerígenos sobre
salud humana, agotamiento de combustibles fósiles e incluye la categoría de
efectos uso del suelo. Tiene la particularidad de que ha sido desarrollado para
20 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortalizas (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
su aplicación en EEUU en lo que respecta a localización geoespacial, y para
ello ha utilizado las mejores metodologías para cada categoría de impacto,
después de haber realizado una revisión del estado del arte y de la literatura
existente.
IMPACT 2002+
Con base científica en los trabajos de: Crettaz et al., 2002; Jolliet et al., 2004;
Pennington et al., 2005; Rosenbaum et al., 2007 y 2006. Fue originalmente
desarrollada por el Instituto Federal de Suiza Tecnología de Lausanne. La
metodología IMPACT 2002+ propone una implementación que combina
midpoint y orientación al daño causado, relacionando los resultados del
inventario del ACV con 14 categorías de midpoint y cuatro categorías de daño.
Si bien para la concepción de IMPACT 2002+ se desarrollaron nuevos
métodos y conceptos, ha sido construido aprovechando las mejores
aproximaciones existentes para asegurar que se ajuste lo más posible el valor
final al daño real. Como singularidad dentro del daño humano se diferencia
entre el causado por factores cancerígeno y no cancerígenos.
ReCiPe
Se trata de la actualización de las metodologías Eco-indicator99 y CML 2002.
Integra de forma consistente las metodologías endpoint y midpoint. Recipe
establece 18 categorías de impacto a nivel midpoint. Estas categorías se
convierten y agregan hasta quedar reducidas a tres categorías de impacto a
nivel endpoint (Salud humana, Calidad del ecosistema, recursos naturales).
Dando la posibilidad de seleccionar diferentes perspectivas: individualista,
igualitaria o jerárquica
LIME
Desarrollada en Japón con la colaboración de expertos de todo el mundo y
optimizándola en su desarrollo para su aplicación precisada para Japón, con
soporte científico aportado por Itsubo et al., 2004, Hayashi et al., 2000,
Hayashi et al., 2004, Hayashi et al., 2006. Es una combinación de metodología
midpoint y endpoint, haciendo un pesaje adaptado a las condiciones
medioambientales y de entorno de Japón, con lo cual en su aplicación a aquel
país se logra una mayor exactitud de los resultados.
Ecopoints 2006
El método Ecopoints 2006 (Brand et al., 1998, Müller-Wenk, 1994, Ahbe et al.,
1990, Frichknecht, 2006) ha sido desarrollado para el caso de Suiza bajo la
metodología a nivel endpoint y por indicadores distancia al objetivo de políticas
gubernamentales en temas medioambientales. Si bien está desarrollado para
Suiza, existe alguna versión adaptada a otra localización geográfica, como la
JEPIX para el caso de Japón.
Capítulo 1 Marco teórico 21
Algunos conceptos importantes y que se emplean a menudo en los estudios
de ACV son impacto potencial y carga ambiental.
1.1.3.3 Impacto real e impacto potencial
Se debe distinguir entre el impacto real, aquel que probablemente ocurrirá y el
impacto potencial es aquel que podría darse si coincidieran una serie de
circunstancias, no siempre probables, que así lo pudieran provocar.
Los métodos de análisis de impacto fueron originalmente desarrollados para
analizar los impactos potenciales. Sin embargo, recientemente ha existido un
cierto interés en desarrollar métodos que tenga en cuenta factores como por
ejemplo, la localización del impacto, con el objeto de acercarse más a la
realidad (Anton, 2004).
1.1.3.4 Carga ambiental
Se define como la salida o entrada de materia o energía de un sistema
causando un efecto ambiental negativo. Por ejemplo emisiones de gases,
efluentes de aguas, residuos sólidos, consumo de recursos naturales, etc,
(Anton, 2004).
1.1.3.5 Análisis de ciclo de vida en agricultura
En los últimos años ha crecido la conciencia sobre esquemas de producción
sostenible en la agricultura, así como el desarrollo de estudios científicos para
la mejora ambiental de dichos procesos productivos. En este contexto, el
análisis de ciclo de vida –ACV- ha sido una metodología ampliamente utilizada
para el conocimiento y manejo de los mismos (Ricardo, 2013).
Dentro de su relevancia en la producción agrícola, la aplicación de esta
metodología puede aportar información útil para los siguientes aspectos de los
modelos de negocios: a) los consumidores demandan productos más
amigables con el medio ambiente y están dispuestos a pagar más por ellos, b)
los productores que no puedan demostrar que sus productos se cultivan de
manera sostenible, podrían tener dificultades para acceder a mercados
importantes, y c) los criterios ambientales se agregaran poco a poco en los
modelos de consumo de diferentes países, acorde con sus necesidades en la
producción agrícola (Ruviaro, Gianezini, Brandão, Winck, & Dewes, 2012).
Ruviaro et al., (2012) en un estudio de recopilación de información sobre la
tendencia mundial de la implementación del ACV en la agroindustria,
encontraron trabajos realizados en productos lácteos, tomates, manzanas,
cítricos, patatas, aceitunas, trigo, arroz, soja, maíz, caña de azúcar, biodiesel,
22 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortalizas (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
biometanol, forrajes, carne de res, pescado, cerdos, aves de corral, ovejas,
huevos, bosques y madera. Roy y Colaboradores (2009) indican que debido al
reciente desarrollo de esta metodología y programas de difusión por los
organismos internacionales y locales, el uso de ACV está aumentando
rápidamente en los productos alimenticios agrícolas e industriales.
Capítulo 1 Marco teórico 23
1.2 Estado del arte
El Midwest Research Institute (MRI), se considera pionero en la aplicación del
ACV, en el año 1969 realizó un estudio para Coca-Cola Company con el
objeto de determinar las cantidades de energía, materiales e impactos
ambientales asociados a lo largo del ciclo de vida de envases, desde la
extracción de materias primas hasta su disposición final. A este trabajo se le
denominó “Análisis del perfil ambiental y de recursos” (Chacon, 2008).
Posteriormente, en los años 70, el sector energético continúo con la ejecución
de la metodología de ACV, como consecuencia de la reducción de los
recursos disponibles en el mercado a causa de la crisis energética y del
encarecimiento del petróleo (De León Cifuentes, 2009).
En el año 1993, la Sociedad de Química y Toxicología Ambiental (SETAC),
formuló el primer código internacional: Código de prácticas para el ACV (Code
of Practice for Life Cicle Assesment), a partir de los diversos estudios, con el
fin de sugerir un protocolo para la aplicación de esta metodología (Sanes
Orrego, 2012). Posteriormente, la Organización Internacional para la
Estandarización (ISO) desarrolló el marco de referencia ISO 14040, con el fin
de establecer una estructura de trabajo, homogenizar los métodos, los
procedimientos, la terminología a utilizar, y necesidades básicas para realizar
un estudio de ACV (NTC-ISO-14040, 2007).
Los ACV son ampliamente aplicados en el sector industrial, para mejorar sus
procesos, en el 2003 se realizó el primer foro canadiense de ACV, que reunió
a representantes de la academia, industria, gobierno, ONG, consultores, etc.;
una de las conclusiones a las que se llegó es que se requiere incorporar a
otros sectores de la economía, como la agricultura, la producción de
alimentos, pesca, al campo de las actividades sobre ACV que se han venido
trabajando en anteriores foros (Chacon, 2008).
A continuación, se presenta un resumen en la tabla 2, de algunos estudios en
donde se han evaluado la producción agrícola a través de ACV. En esta tabla
se da cuenta de los productos agrícolas analizados, los objetivos y
conclusiones de las investigaciones.
24 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortalizas (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Tabla 2. Implementación del ACV en el sector agrícola
País Productos
Agricultura Área de Estudio Autor, año Objetivo Conclusión
Perú Leche
Análisis del Ciclo de Vida (ACV) se aplicó a dos sistemas
de producción de leche de pequeña escala en Perú con
el fin de evaluar la carga ambiental de la leche producida
en cada uno. Un sistema de producción de leche ubicado
en el altiplano andino, donde la alimentación del ganado
se limita a pastos, por su parte el sistema costero el
ganado es alimentado con maíz y concentrado
comprado. Los datos para el sistema de las tierras altas
fueron recolectados en una encuesta a 26 agricultores.
En los sistemas de producción de leche en la zona
costera los datos relativos a la alimentación y a la
producción de leche se tomaron mediante entrevista a 51
agricultores miembros de una asociación de productores
de leche en pequeña.
(Bartl,
Gómez, &
Nemecek,
2011)
Examinar el ciclo de vida de la leche
producida en dos sistemas de
pequeños productores lecheros
peruanos, con el fin de cuantificar y
comparar los impactos ambientales
potenciales.
El agua de riego y la energía se usó en mayor
proporción en las fincas de la costa, que en las
fincas en la zona de montaña. Las categorías
de calentamiento global, acidificación y
eutrofización fueron mayores para los sistemas
de montaña referente a la unidad funcional de
1 kg. Sin embargo, la acidificación y la
eutrofización se estimaron en promedio 6 y 4
veces mayor en la costa frente a las tierras
altas cuando se expresa por las unidades
funcionales de 1 ha y 1 animal.
Irán Remolacha
Se analizaron 93 granjas de cultivos de remolacha en 26
localidades de la región de Khorasan en el este de Irán.
Se consolido la información mediante una encuesta
directamente en las zonas de cultivo en la cual se
realizaba preguntas relacionado con: la siembra, la
cosecha, operaciones de campo y uso de combustible y
otros insumos utilizados.
(Bazrgar et
al., 2011)
Evaluar el perfil ambiental de las
emisiones del cultivo de remolacha
azucarera, producida en diferentes
sistemas de cultivo que incluyen
sistemas con mayor mecanización,
semi-mecanizadas y tradicional en
Khorasan (este de Irán) utilizando la
metodología ACV, y establece la base
para la producción sostenible de
remolacha azucarera.
Se demostró que, en la mayoría de sistema de
cultivo tradicional, los agricultores aplican
cantidad excesiva de insumos que dieron lugar
a un exceso de emisiones al medio ambiente,
lo cual requiere de la implementación de
buenas prácticas agrícolas. También se
concluyó que la remolacha producida en los
sistemas de cultivo con mayor mecanización,
puede ayudar a reducir las emisiones
ambientales por unidad funcional,
posiblemente por el alto rendimiento de su
producción. Comparando los diferentes
sistemas de cultivo en cada lugar evaluados
en el estudio, sólo el 19,7% de la producción
de remolacha azucarera en Khorasan, tuvo un
buen desempeño desde el punto de vista de
las emisiones de metales pesados al agua y al
suelo.
Capítulo 1 Marco teórico 25
País Productos
Agricultura Área de Estudio Autor, año Objetivo Conclusión
Chile Trigo
El estudio se realizó en el Campo experimental
Maquehue., se evaluaron dos sistemas de producción de
trigo convencional y orgánico. La información fue
suministrada por el administrador de la finca
convencional y la finca orgánica, y se combinó con la
información publicada por Gonzáles et al. (2000). Los
datos incluyen la extracción y producción de los insumos
y combustible, los cuales se obtuvieron de la base de
datos Ecoinvent utilizando el software SimaPro 7.3.
(Herrera
Huerta et al.,
2012)
Evaluar y comparar en términos
ambientales dos sistemas de
producción de trigo, convencional y
orgánica, utilizando la metodología
del ACV.
Los resultados de la comparación de la
evaluación de los impactos ambientales
potenciales dieron como resultado que el
cultivo convencional generó mayor impacto
referente al orgánico, siendo las categorías de
acidificación, agotamiento de recursos
abióticos, el cambio climático y la eutrofización
las de mayor afectación. En el sistema
orgánico el uso de maquinaria, afectó
principalmente a las categorías de
agotamiento de los recursos abióticos y el
cambio climático
Colombia Frutas
Se realizó el estudio a ocho especies de frutas que se
cultivan en Colombia El análisis llevado a cabo era sólo
basado en el cultivo existente, las frutas se cultivaron en
monocultivos. Se adoptó un enfoque "de la cuna a la
puerta de la finca" como el límite del sistema, que incluye
la producción de los insumos y las emisiones de salida
del sistema. Fueron seleccionaron dos unidades
funcionales en el estudio, 1 ha y 1 ton de fruto
(Graefe,
Tapasco, &
Gonzalez,
2013)
Cuantificar y comparar el uso de
recursos y emisiones de gases de
efecto invernadero (GEI) en cultivo de
ocho especies de frutas tropicales
cultivadas en Colombia.
Se obtuvieron las emisiones de gases de
efecto invernadero de los ocho sistemas de
producción de frutas, las más altas en función
de hectáreas fue para el tomate de árbol y la
uchuva, mientras que las emisiones más bajas
se encontraron para mango, aguacate y mora.
Cuando el análisis se realizó por 1 tonelada de
producto cosechado en este caso, se
obtuvieron las emisiones más bajas de mango,
y maracuyá, mientras que las mayores
emisiones se obtuvieron para lulo y tomate de
árbol. La variabilidad en el uso de los insumos
entre los productores de la misma especie fue
alta, lo que indica la necesidad de mejorar la
capacidad de gestión a nivel de finca.
Colombia Tomates
Los datos primarios utilizados para la etapa de inventario
se colectaron a través de entrevista personal con 117
agricultores de los municipios de Sáchica, Santa Sofía,
Sutamarchan, Tinjaca y Villa de Leyva. Los
entrevistadores visitaron al azar granjas que participan
(Bojacá,
Wyckhuys, &
Schrevens,
2014)
Determinar los impactos ambientales
potenciales asociados con la
producción de tomate de invernadero
colombiano representado por el
sistema de producción principal, el
municipio de Alto Ricaurte.
El principal contribuyente al impacto ambiental
fue la etapa de infraestructura, que incluye los
materiales y procesos requeridos para el
montaje del sistema invernadero, por lo tanto,
se debe considerar la mejora de la vida útil de
los materiales tales como la cubierta de
26 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortalizas (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
País Productos
Agricultura Área de Estudio Autor, año Objetivo Conclusión
activamente en la producción de tomate en términos de
superficie, los entrevistadores encuestaron 30 hectáreas
que representan el 13,6% de la superficie plantada en
Boyacá. Los datos de la producción de fertilizantes se
tomaron de la base de datos LCAFoods, para la
información de los otros procesos la base de datos
utilizada fue la Ecoinvent v. 2.0.
polietileno, el uso de materiales alternativos
(por ejemplo, policarbonato).
Grecia Vegetales
Fueron analizados dos sistemas de producción de
lechuga en el norte de Grecia, un sistema orgánico y uno
convencional, para evaluar los impactos ambientales
potenciales de cada sistema, se realizó dicha evaluación
teniendo en cuenta dos unidades funcionales 1 ha de
cultivo y 1 ton de lechuga. La evaluación fue realizada
mediante el software SimaPro 8.
(Foteinis &
Chatzisymeo
n, 2016)
El objetivo de este estudio fue
investigar la sostenibilidad de los
sistemas de cultivo de lechuga
convencional y orgánico mediante la
evaluación de ciclo de vida. Para este
propósito, se tomó un cultivo
convencional y un cultivo de orgánico
de lechuga ambos sistemas a campo
abierto
Las principales cargas ambientales de cultivo
orgánico fueron el riego seguido por el uso de
maquinaria. Los puntos críticos en el cultivo
convencional fueron la etapa de riego y la
aplicación de fertilizantes. Se encontró que el
cultivo orgánico es más amigable con el medio
ambiente que el convencional cuando los
resultados son expresados por unidad de
superficie (1 ha), mientras que cuando los
resultados son referidos por unidad de
producto (1 tonelada), la agricultura
convencional tiene un mejor desempeño
ambiental.
Colombia Flores
Este estudio realizó el análisis de los impactos
ambientales potenciales de la cadena de suministro del
Crisantemo, producido en la zona del Oriente Antioqueño
y exportados a dos distintos destinos Londres y Miami.
Se evaluaron dos sistemas de producción de crisantemo,
uno con certificación y otro sin certificación. El enfoque
fue de la Cuna a la Tumba
(Ricardo
Hernandez,
2013)
Evaluar e interpretar los impactos
ambientales potenciales de la cadena
de suministro de Crisantemo
(Dendranthema grandiflora) bajo
diferentes sistemas de producción
con certificación y sin certificación.
La exportación a Londres generó mayores
impactos ambientales frente a la exportación a
Miami, especialmente en la categoría de
cambio climático, debido a la mayor distancia
hacía Londres. Al considerar solo las fases
previas a la exportación, el sistema sin
certificación generó mayores impactos que el
sistema con certificación, lo cual respondió a la
aplicación de mayor cantidad de fertilizantes
nitrogenados y plaguicidas en la fase de
cultivo de estos sistemas productivos.
Fuente: Elaboración propia
Capítulo 1 Marco teórico 27
En los estudios expuestos en la tabla 2, se puede apreciar que la metodología
de ACV se aplica en los sistemas productivos para generar escenarios
alternativos de mejora en sus sistemas de producción, otros casos se centran
en la comparación entre sistemas de producción orgánicos y convencionales.
Se encontraron estudios a nivel de regional, en los que se realizaron
encuestas a varios sistemas productivos y se obtenía un ponderado entre los
inventarios del ACV, otras investigaciones hicieron estudios de caso de una
región, para ser específicos en las cargas ambientales asociadas al sistema
productivo evaluado.
Se destacan varios enfoques en los estudios mencionados, pero teniendo más
fuerza el alcance de la cuna a la puerta, en el que se toman los datos del
sistema de producción, contemplando las cargas ambientales de los procesos
de fondo que son indirectos a las etapas de producción, estos son los
asociados a la extracción y elaboración de los insumos.
En general se muestra que las conclusiones de estas investigaciones, sirven
para la identificación de puntos críticos y poder elaborar estrategias que
generen acciones de mejorar en los sistemas productivos, entre las acciones
más recomendadas estaban la disminución en la aplicación de insumos y el
mejoramiento en la tecnología.
28 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Capítulo 2. Materiales y Métodos
En este capítulo se presenta de manera detallada los materiales y métodos
utilizados para alcanzar los objetivos propuestos en la presente investigación.
2.1 Área de estudio
La presente investigación, realizó una evaluación ambiental de dos sistemas
productivos de hortalizas (convencional y orgánico), con aplicación a un caso
de estudio en la zona altiplano del Oriente Antioqueño. Esta subregión está
conformada por los municipios: Marinilla, El Santuario, Rionegro, La Ceja, El
Carmen de Viboral, Guarne, La Unión como se ilustra en la figura 5. Las
altitudes de esta zona oscilan entre los 1.900 y 2.400 msnm con una
temperatura media de 16-18 °C. La topografía de esta zona está dada por
pequeñas colinas de cimas redondeadas, igualmente se presentan algunos
sistemas de cerros de mayor altura. La precipitación promedio anual varía
entre 1.800 - 2.500 mm, sus suelos son derivados de cenizas volcánicas con
alta resistencia a la erosión. Estas características biofísicas hacen de esta
zona del Oriente Antioqueño, una región excelente para el cultivo de
hortalizas, fique, flores y plantas medicinales, entre otros (Fonnegra-Gomez &
Villa Londoño, 2011).
Figura 5. Región Oriente Antioqueño
Fuente: Fonnegra-Gomez & Villa Londoño, 2011
Estos municipios han sido seleccionados por el Programa: “Fortalecimiento de
la cadena de hortalizas del departamento de Antioquia a través de la
Capítulo 2 Materiales y Métodos 29
generación de un sistema de trazabilidad e innocuidad y de aprovechamiento
de residuos para potenciar su productividad y competitividad”, con siete
productos priorizados como lo son: brócoli, coliflor, lechuga, tomate, pimentón,
repollo, zanahoria, como caso piloto para la cadena de productores y
comercializadores de hortalizas.
Como se mencionó previamente, el Oriente Antioqueño, se considera una
zona de importancia en la producción de hortalizas, a nivel departamental, en
la tabla 3, se presenta la producción de hortalizas procedentes de los
municipios mencionados, según el anuario estadístico del sector agropecuario
2013.
Tabla 3. Producción de hortalizas priorizadas zona altiplano del Oriente Antioqueño
Hortalizas Producción
(Ton/año)
Coliflor 950
Brócoli 3,870
Tomate 41,315
Lechuga 9,502
Pimentón 11,828
Repollo 29,615
Zanahoria 64,950
2.1.1 Selección de la Muestra
Los datos de identificación de cada una de las actividades, uso de recursos y
demanda de insumo en los procesos productivos, se tomaron mediante
entrevista a los productores responsables de los cultivos (Anexo I formato de
entrevista). Las visitas de campo se realizaron entre julio de 2015 y febrero de
2016; se visitó en primera instancia las Secretarías de Agricultura, Secretarías
de Ambiente o a la Unidad Municipal de Asistencia Técnica Agropecuaria
(UMATAS) de los municipios, para identificar los posibles agricultores objeto
de estudio, se obtuvieron los contactos de 25 agricultores convencionales para
proceder los acercamientos, de los cuales al realizar las visitas, se encontró
que algunos de esos productores no tenían producción de hortalizas, estaban
cultivando otros productos o no mostraron interés en suministrar la
información.
De esta muestra inicial se obtuvo apoyo de 15 agricultores de producción
convencional como se puede observar en la tabla 4, los cuales brindaron la
información necesaria sobre cada uno de los sistemas productivos.
30 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Tabla 4. Unidad muestral agricultores convencionales
Finca Municipio Observaciones
1 La Unión Aceptó
2 La Unión No tenía cultivos de hortalizas
3 La Unión Acepto
4 La Ceja Aceptó
5 La Ceja Aceptó
6 La Ceja Aceptó
7 Rionegro Aceptó
8 Rionegro Aceptó
9 Rionegro No tenía cultivos de hortalizas
10 Marinilla Aceptó
11 Marinilla Aceptó
12 Marinilla No aceptó participar en la investigación
13 Marinilla No aceptó participar en la investigación
14 El Santuario Aceptó
15 El Santuario No tenía cultivos de hortalizas
16 El Santuario Aceptó
17 El Santuario No tenía cultivos de hortalizas
18 El Santuario No tenía cultivos de hortalizas
19 Guarne Aceptó
20 Guarne Aceptó
21 Guarne Aceptó
22 Guarne Aceptó
23 Carmen de Viboral No tenía cultivos de hortalizas
24 Carmen de Viboral No tenía cultivos de hortalizas
25 Carmen de Viboral No aceptó participar en la investigación
Respecto a la información de productores orgánicos, se ubicó una empresa
que comercializa dichas hortalizas, que cuenta con 15 agricultores que
abarcan los mercados de estos productos en línea, y suministra los insumos y
asistencia técnica quincenal en cada una de las unidades productivas. Se
realizaron visitas a las parcelas en compañía de la ingeniera agrónoma
encargada, y se observó un manejo estandarizado del proceso por parte de la
empresa en las diferentes fincas, en cuanto a las prácticas e insumos
utilizados. Es por ello que una sola unidad productiva puede considerarse
como referencia para todo el sistema orgánico de la empresa en la región. En
la figura 6, se observa la ubicación de las fincas que colaboraron con este
estudio.
Capítulo 2 Materiales y Métodos 31
Figura 6. Ubicación de las fincas que suministraron información
Fuente: Georreferenciación por May Maps Google
En las visitas a los cultivos convencional y orgánicos, se observó que, para los
casos considerados, se podían identificar procesos o prácticas agrícolas
similares, esto permitió identificar las siguientes etapas en el sistema
productivo: (1) preparación de suelos, (2) siembra, (3) fertilización y (4) control
de plagas, tanto para los sistemas bajo producción invernadero, como para
sistemas a campo abierto. Si bien los procedimientos del sistema productivo
convencional se ajustan a estas etapas, difieren en dosificación y composición
de los insumos utilizados entre unidades productivas.
Dada la variabilidad en el uso de insumos y en las dosificaciones empleadas
en los cultivos convencionales, se seleccionó para la evaluación del impacto,
una unidad productiva entre quince unidades caracterizadas en el sistema
convencional y una finca de los sistemas orgánicos. Se realizó la selección de
estas dos fincas teniendo en cuenta que tuvieran las mayores similitudes en
cuanto a condiciones climáticas, suelos, y sistema de siembra, estas variables
inciden en el rendimiento, sucesos de enfermedades de los cultivos, por
consiguiente en los insumos a recurrir. La selección de una sola unidad, dada
la similitud de procesos sirve como punto de partida para la evaluación de los
impactos ambientales potenciales y puntos críticos que se pueden generar en
los sistemas de producción de hortalizas en la región.
Las dos unidades evaluadas son productoras de tomate sembrado bajo
condiciones protegidas (invernadero), y es por ello que cuentan con mayor
control en el registro de materias primas en comparación con los sistemas a
campo abierto.
32 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Las unidades productoras están ubicadas en el municipio de La Ceja, en la
vereda Fátima. La finca orgánica cuenta con un pH de suelo 5,57, y está
localizada en coordenadas: 5° 57´24.7” N – 75° 26´ 41.4” W, mientras que la
finca convencional se localiza en coordenadas 5° 58´19.3” N – 75° 26´ 30.9” W
y cuenta con un pH en el suelo de 5,47. Su ubicación geográfica cercana hace
que las condiciones climáticas (temperatura, pluviosidad, velocidad del viento)
sean semejantes, y además la medida de pH en el suelo muestra valores muy
cercanos, este valor de pH indica unos requerimientos o necesidades de
nutrientes en el suelo que son similares para ambos cultivos.
2.2. Análisis de Ciclo de Vida
2.2.1. Definición del objetivo y alcance del ACV
El objetivo de este estudio de ACV fue evaluar el comportamiento ambiental a
nivel de la finca, de dos sistemas de producción de hortalizas (convencional y
orgánico), lo cual permitió evidenciar puntos críticos para posibles acciones de
mejora en su sistema productivo, esta información se hace pública para
entidades gubernamentales, entidades privadas y personas naturales que
hagan parte o que tengan interés en las actividades de producción de
hortalizas.
El enfoque del ACV seleccionado fue de cuna a puerta, teniendo en cuenta la
etapa de producción (montaje de invernadero, preparación del suelo, siembra,
fertilización y control de plagas). Adicional se contempla los procesos de fondo
que son los indirectos a las etapas de producción, estos son asociados con la
extracción y elaboración de los insumos utilizados en la producción, se
excluyen el transporte de los insumos a la finca. El límite de este estudio se
observa en la figura 7.
Capítulo 2 Materiales y Métodos 33
Figura 7. Límites del sistema dentro del Ciclo de Vida.
Fuente: Elaboración Propia.
Paralelamente se definió la unidad funcional, según Anton Vallejo (2004) en el
caso de sistemas de cultivos, su función principal es la producción, por tanto la
unidad funcional de este estudio es tonelada de tomate producida.
2.2.2 Análisis de inventario
Se elaboró un formato para la recolección de la información de cada una de
las unidades productoras objeto de estudio, con el fin de realizar el inventario
de materia y energía de las prácticas agrícolas de los cultivos de hortalizas.
Ver Anexo 1. Las preguntas realizadas a los agricultores, se relacionaron con
las prácticas e insumos en la producción como: preparación de suelos,
insumos de fertilización, incidencia de plagas e insumos para control de
plagas, consumos de agua y sistemas de riego, uso de maquinaria.
Para la evaluación del impacto de la estructura del invernadero se tuvo
presente realizar las asignaciones respecto a la vida útil de cada elemento
para el montaje de este, las asignaciones se realizaron como se presenta en la
tabla 5.
Tabla 5. Vida útil de los materiales del montaje del invernadero
Materiales Vida Útil
Plástico: Polietileno de baja densidad 3 años
Madera: (Guadua) 10 años
Alambre 15 años
Referente a la etapa de preparación de suelo el agregado de carbonatos a los
suelos, en forma de cal conduce a emisiones de CO2, ya que las cales se
34 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
disuelven y liberan bicarbonato (2HCO3-), que se convierte en CO2 y agua
(H2O) (IPPC, 2006). Para determinar las emisiones de este insumo se tuvo
como referencia las directrices del Grupo Intergubernamental de Expertos
sobre el Cambio Climático (IPPC, 2006).
Para la estimación de emisión por el uso de combustible en la bomba
estacionaria utilizada para el riego, se tuvo presente el consumo de agua, el
consumo de combustible y se calculó su emisión por medio de los factores de
emisión de FECOC-UPME, (2016). Este método facilita el cálculo de
emisiones de CO2 generados por el aprovechamiento energético de los
combustibles que actualmente hacen parte importante de la canasta
energética colombiana.
La emisión de nutrientes a causa de los fertilizantes tendrá importancia en las
categorías en que se contabilizan las emisiones de NH3, N2O, NOx al aire NO3
al agua, emisión de P en el suelo y al agua. Para la emisión de Amoniaco
Audsley (1997) recomienda un valor promedio de 2% de los fertilizantes
sintéticos aplicados.
La estimación de emisiones de N2O se realizó por medio de las directrices de
del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático IPPC,
2006. Del total de emisiones de N2O se considera que un 10% será emisiones
de NOx. El cálculo de la fracción de N que se pierde por lixiviación resulta muy
complejo, pues son numerosos los factores que intervienen (época del año,
gestión de riego, tipo de sustrato, etc.), para este trabajo se tomó como base
el estudio realizado en cultivo de tomate cultivado bajo invernaderos en el
departamento de Boyacá, el cual indica que las emisiones potenciales de NO3
a los sistemas acuáticos son 30% del N total después de descontar las
emisiones de N en el aire (Bojacá et al., 2014)
Respecto a las emisiones de la roca fosfórica, éstas poseen una composición
química extremadamente variable y pueden contener elementos tales como
los metales pesados, entre estos el más evaluado es el cadmio (FAO, 2007).
Por tanto, se tomó la información de Bonomelli, C ; Bonilla, C ; Valenzuela,
(2003), en el cual se indica un contenido de Cadmio de 6g por kilogramo de
roca fosfórica.
Para determinar las emisiones de la fermentación anaeróbica de estiércol se
tuvo en cuenta lo reportado por Kumar, Ajay; Li, Jianzheng; Zhang, Liguo; Ban,
Qiaoying; Jin (2013), quienes indican que a partir de la fermentación
anaeróbica de 1 Kg de estiércol, se producen 38 L de CH4 en un periodo de 63
días.
Capítulo 2 Materiales y Métodos 35
En relación con los pesticidas para estimar las emisiones reales de uso, se
siguió el modelo adaptado a las condiciones de cultivos con invernadero según
lo propuesto por Anton (2004). Este modelo estima la distribución de
plaguicidas una vez aplicada en el invernadero, teniendo en cuenta la cantidad
de producto aplicado, las propiedades físico-químicas de los pesticidas y de
las condiciones climáticas. Los datos de las propiedades de plaguicidas se
tomaron de la base de datos de las propiedades de los pesticidas – PPDB
(University of Hertfordshire, 2007).
2.2.3 Análisis de impacto
Por medio de la base de datos Ecoinvent 3.3 se tomó la información de los
procesos de fondo de cada insumo requerido. Después de haber obtenido en
la etapa del inventario, la masa de las emisiones de los insumos, esta se
clasificó según la categoría afectada y se multiplicó por el factor de
caracterización correspondiente. Estos se tomaron de Anton, (2004) y las base
de datos que soportan los métodos de análisis Usetox, CML y ReCIPe. El
procesamiento de los datos y la realización de los balances de materia y
energía se realizaron en el software Umberto NXT LCA.
El modelo para la evaluación del impacto es el desarrollado por el Center
Enviromental Science (CML-2001). Este modelo contempla la determinación
de impactos de punto medio y cuenta con mayor conceso internacional y
solidez científica (IHOBE, 2009). Las categorías de impacto bajo este modelo,
se relacionan en la tabla 6 y se definen a continuación según información de
De León Cifuentes (2009).
Tabla 6. Categorías de impacto CML 2001
CATEGORÍA DE IMPACTO UNIDAD DE MEDIDA
Agotamiento de Recursos Abióticos Kg Sb eq
Cambio Climático Kg CO2 eq
Agotamiento de Ozono Estratosférico Kg CFC -11 eq
Toxicidad Humana Kg 1,4 DB eq
Ecotoxicidad Acuática Kg 1,4 DB eq
Ecotoxicidad Marina Kg 1,4 DB eq
Ecotoxicidad Terrestre Kg 1,4 DB eq
Potencial de Oxidación Fotoquímica Kg C2H4 eq
Acidificación Kg SO2 eq
Eutrofización Kg PO4 2- eq
Fuente: De León Cifuentes, 2009
36 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
a) Agotamiento de Recursos Abióticos: Consumo de recursos del planeta tales
como petróleo, gas natural y Uranio, etc.
b) Cambio Climático: Aumento de la temperatura media del planeta a
consecuencia del efecto invernadero ocasionado por el aumento de la
concentración de gases principalmente el vapor de agua, el CO2 y otros gases
como CH4, NO2, O3 y CFC. Estos gases absorben parte de la radiación
infrarroja que emite la superficie terrestre, de manera que el balance
energético entre la radiación incidente del sol y la emitida por la tierra queda
desequilibrada, con consecuencias sobre el clima como un probable aumento
de la temperatura.
c) Agotamiento de Ozono Estratosférico: Es consecuencia, principalmente de
la presencia de compuestos halogenados en las capas altas de la atmósfera
(estratosfera). Los principales causantes de este efecto son los gases
cluorofluorocarburos (CFC) que poseen átomos de cloro y flúor, además de
una elevada estabilidad en la atmósfera. Esta estabilidad le permite llegar a la
estratosfera, donde los CFC experimentan una fotólisis, liberando átomos de
cloro, que intervienen en procesos catalíticos de destrucción del ozono.
d) Toxicidad: En muchos procesos industriales modernos se utilizan
sustancias peligrosas o tóxicas para las personas y/o para los ecosistemas
acuáticos y terrestres. La toxicidad de una sustancia depende de sus
características fisicoquímicas, pero también de la vía de administración o
exposición, la dosis, la manera como se aplica o administra, etc. Es muy difícil
agrupar todos los posibles efectos tóxicos en un solo impacto. Generalmente
se distinguen entre toxicidad para las personas, toxicidad los ecosistemas
acuáticos (de agua dulce y marinos) y ecosistemas terrestres, ya que las vías
de exposición entre cada uno de los casos son muy diferentes. Esta categoría
de impacto afecta a las áreas de protección la salud humana, entorno natural y
recursos naturales.
Estas categorías son aquellas para los cuales el factor destino y
especialmente el transporte, a través de diferentes medios, tiene más
importancia, puesto que un contaminante no permanece en un mismo
compartimento ambiental (entiéndase aire, suelo, agua superficial, agua
subterránea) en que es emitido, sino que puede desplazarse y alcanzar otros
compartimentos que serán a su vez contaminados. Una determinada sustancia
puede incluso ser más dañina en un medio diferente al de su emisión.
e) Potencial de Oxidación Fotoquímica: Bajo la influencia de la radiación solar,
los óxidos de nitrógeno, (NOx), reaccionan con los compuestos orgánicos
Capítulo 2 Materiales y Métodos 37
volátiles (VOCs) para producir ozono troposférico. La presencia de monóxido
de carbono puede igualmente contribuir a la formación de ozono.
Estos oxidantes fotoquímicos pueden resultar perjudiciales para la salud
humana, los ecosistemas y la agricultura.
f) Potencial de Acidificación: La acidificación consiste en la deposición de
ácidos resultantes de la liberación de óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre y
ácido clorhídrico, etc. en la atmósfera, en el medio edáfico y en el medio
hídrico, dónde puede variar la acidez del medio, lo cual que afectará a la flora
y fauna que habita en él. Además, la acidificación tiene consecuencias graves
sobre el funcionamiento de los ecosistemas, como la pérdida de nutrientes del
suelo o la movilización de sustancias tóxicas. Afecta por lo tanto a las cuatro
grandes áreas de protección: salud humana, entorno natural, entorno
modificado por el ser humano y recursos naturales, las unidades de
acidificación se miden en kilogramos equivalentes de SO2.
g) Potencial de Eutrofización: El enriquecimiento de nutrientes como el
nitrógeno y el fosforo puede causar un cambio indeseable en la composición
de las especies y una producción elevada de biomasa en ecosistemas
acuáticos. Además, las altas concentraciones de nutrientes también pueden
hacer inaceptables las aguas superficiales como fuente de agua potable. En
los ecosistemas acuáticos el aumento de la producción de biomasa puede
conducir a la disminución de oxígeno, debido al consumo adicional de
oxígeno en la descomposición de biomasa (medida como DBO, demanda
biológica de oxígeno) (Guinée et al., 2004).
2.3. Software y base de datos.
UMBERTO NXT LCA trabaja bajo la metodología ISO 14040 y 14041 para
Análisis de Ciclo de Vida y cálculo de huellas ambientales. Posee una interfaz
gráfica que permite modelar los diferentes sistemas a analizar mediante la
generación de diagramas Sankey, los cuales están basados en la ilustración
de los flujos de materiales o energía según el modelo a analizar (IFU
HAMBURG, 2015). Adicionalmente, este software tiene enlazadas las bases
datos mundiales más grandes dentro de las cuales se encuentran Ecoinvent.
Ecoinvent, es la base de datos para análisis ambiental más robusta coherente
y transparente de datos de calidad reconocida, ofrece una base científica,
industrial, evaluación del ciclo de vida internacional (LCA) y la gestión del ciclo
de vida de los datos y servicios (LCM). (IHOBE, 2009).
38 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Capítulo 3. Resultados y discusiones
En este capítulo se presentan los resultados de lo inventariado en las 2 unidades
que se evaluaron una convencional y una orgánica, la información recolectada del
inventario y los datos obtenidos de la evaluación de los sistemas productivos
mediante el software Umberto.
3.1 Diagnóstico de los sistemas productivo
3.1.1 Sistema de Producción Convencional
En las visitas a las diferentes unidades productivas se observó que estas
unidades se caracterizan por los siguientes aspectos: cultivos de tamaños
pequeños (menores a 2000 m2), altos costos de producción, mercado inestable y
variable, carencia de tecnología apropiada, manejo poscosecha deficiente y
debilidad empresarial y gremial.
Para los diferentes tipos de hortalizas que se observaron (tomate, lechuga y
zanahoria), se observó las mismas prácticas agrícolas. En el caso de las fincas
en las que se sembraban distintos tipos en la misma unidad productiva, el manejo
e insumos eran los mismos para cada tipo de especie hortícola; en cuanto al
producto a utilizar para el manejo de plagas se podía encontrar cierta diferencia
dependiendo de la enfermedad que se requiera atacar; cada tipo de hortaliza
tiene un ciclo productivo y un sistema de siembra particular, lo que incidirá en la
cantidad total de insumos a recurrir. Entre las prácticas agrícolas que se realizan
para la producción de hortalizas y las posibles emisiones generadas están:
Preparación de Suelos: la preparación de suelos en su mayoría se hace de
forma manual, limpieza de malezas, se definen los sistemas de siembra, eras,
curvas de nivel, camas, terraza o invernadero, igualmente se realizan las
zanjas de drenaje. El insumo a utilizar en esta etapa es la cal agrícola, cal
dolomita o carbonato de calcio. De este insumo se atribuyen emisiones de
CO2. Sin embargo, esta aplicación se realiza respecto a sus apreciaciones,
dado que ninguno de los 15 agricultores entrevistados realiza análisis de
suelos.
Siembra: Dentro de las unidades productivas se realizan dos tipos de siembra,
de acuerdo a la naturaleza de los cultivos, los cuales son: directa (en surcos) o
Capítulo 3 Resultados y discusiones 39
indirecta (Trasplante), en los dos tipos de siembra los agricultores calculan las
distancias que deben ir cada semilla. Algunos agricultores en el momento de
la siembra realizan una aplicación de abono orgánico como la gallinaza, y
otros con abonos sintéticos. De estos abonos se estima emisiones de N2O.
Riego: El factor hídrico es indispensable para que los cultivos obtengan un
buen desarrollo, en la mayoría de las fincas encuestadas el riego que se
realiza es por aspersión o mediante la utilización de bomba de espalda o
bomba estacionaria. En los sistemas de campo abierto, no son cuantificados
los riegos, los agricultores consideran las necesidades de riego dependiendo
del estado de clima, las aguas lluvias etc., los sistemas bajo invernadero tiene
más control en los volúmenes de aguas que se utilizan. El uso de maquinaría
para el riego, empleando combustibles para su funcionamiento, genera
emisiones de CO2.
Fertilización: Los agricultores hacen uso de fertilizantes químicos (granulados
y/o foliares), algunos casos utilizan además fertilizantes orgánicos (gallinaza
es el más común dentro de los agricultores encuestados). Los productores
encuestados revelan, que necesitan fertilizantes de acción inmediata
(químicos) por los periodos cortos de los cultivos de hortalizas. Los
agricultores indican que las aplicaciones se realizan basados en la experiencia
obtenida en el tiempo de trabajo en el campo, existiendo variabilidades entre
unidades productivas tanto en la cantidad de producto a dosificar como en la
frecuencia de aplicación. Estos fertilizantes generan emisiones de NH3, N2O,
NOx al aire NO3 al agua, emisión de P en el suelo y al agua.
Control de plagas y enfermedades: Esta etapa al igual que en la de
fertilización hay variabilidad en los productos que se utilizan, según la plaga o
enfermedad que los cultivos presenten o tengan riesgo a presentar. La
aplicación, dosificación y frecuencia son en su mayoría por sus apreciaciones,
se apoyan en las instrucciones de las etiquetas de los productos. Se registró
el uso de pesticidas de categoría Tipo I en dos agricultores entrevistados, los
cuales son altamente tóxicos, aun cuando el uso de estos agroquímicos está
controlado o restringido, el resto de los agricultores entrevistados utilizan
pesticidas de categorías de toxicidad bajas (III y IV).
40 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
3.1.2 Sistema de Producción Orgánico
Se ubicó una empresa que realiza la asistencia técnica a 15 productores de
producción orgánica de hortalizas, sus productos son comercializados por medio
de plataforma virtual. Para cada una de las hortalizas que se cultivan en estos
sistemas, las prácticas agrícolas son las mismas, el uso de los insumos no tiene
diferencias significativas entre tipo de hortalizas, solo diferenciando el consumo
total que se requiere por cada especie, los cuales variaran según el tiempo de
ciclo productivo.
Preparación de Suelos: Se realizan operaciones manuales de limpieza de
malezas y definición de los sistemas de siembra y las zanjas de drenaje que
en los cultivos. El insumo que se utiliza para esta etapa es cal dolomita
generando emisiones de CO2.
Siembra: Los mismos procedimientos que se realizan en los sistemas
convencionales tipo de siembra directa (en surcos) o indirecta (trasplante). En
el momento de realizar la siembra los agricultores orgánicos aplican la
siguiente mezcla: Cenizas de cascarilla de arroz, roca fosfórica y tierra. La
combustión de la quema de la cascarilla de arroz es aprovechada y
condensada, por lo que no se genera emisión en este proceso, el producto de
esta condensación es aprovechado como un insumo para control de
enfermedades, no se tuvo en cuenta este insumo dado que no se tiene
información técnica del mismo. La roca fosfórica puede contener metales
pesados, entre estos el más evaluado es el Cadmio.
Riego: En los agricultores orgánicos se observó realizan el riego por medio de:
bomba de espalda o manguera, las cantidades de uso de agua no son
cuantificados por la mayoría de los agricultores a campo abierto, igualmente
son variables dependiendo del sistema de cultivo (campo abierto o
invernadero) siendo muy versátil en los sistemas a campo abierto que tienen
variables como el agua lluvia, la permeabilidad del suelo, condiciones
climáticas que hará requerir diferentes volúmenes de agua.
Fertilización: Los fertilizantes utilizados para los productos orgánicos en su
mayoría son elaborados por ellos mismos, bajo el acompañamiento de la
ingeniera agrónoma de la empresa, lo que se busca con estos biopreparados
es devolver al sustrato las propiedades fundamentales de forma natural y no
sintética. Los insumos que se utilizan en esta etapa es la mezcla que se utiliza
Capítulo 3 Resultados y discusiones 41
para la siembra, y adicional un biopreparado que contiene estiércol, leche,
calcio y agua. La fermentación del estiércol produce emisiones de CH4 y CO2.
Control de plagas y enfermedades: Estos productos para el control de plagas
son igualmente elaborados por los productores, adicional a esto, hacen uso de
barreras o trampas para atrapar plagas. Entre los biopreparados para esta
etapa están: mezcla a base de cenizas, jabón y agua; el otro insumo está
elaborado a base de extractos botánicos (cebolla, pimentón, hinojo), vinagre,
leche y agua.
3.2 Análisis del inventario
La información suministrada por los agricultores acerca de los insumos utilizados
en la producción de hortalizas bajo los sistemas convencional y orgánico, se
puede observar en la tabla 7. Al comparar el uso del suelo de los dos sistemas,
se observa que el orgánico requiere un 46,7% más de área para la producción de
tomate, por tanto, hay mayor consumo en los materiales necesarios para la
construcción del invernadero. Esta situación de mayor área para la producción
orgánica también se presentó en el trabajo de Braschkat, Patyk, Quirin, &
Reinhardt (2003) en la producción de trigo en la cual la producción convencional
requería el 65% de la superficie que se necesita para cultivar trigo orgánicamente.
Así mismo Mattsson & Wallén, (2003) para sistemas de patatas, reportan una
necesidad de mayor área para el sistema orgánico respecto al convencional.
Por otra parte, se puede evidenciar una diferencia de 2280 L de agua, entre los
dos sistemas analizados, el sistema convencional utiliza 33700 L, mientras el
orgánico 31420 L. Comparando con otros estudios, por ejemplo, Torrellas et al.,
(2012) reporta un consumo de agua de 28880 L por tonelada de tomate; Medina,
A., Cooman, A., Parrado, C.A. y Schrevens, (2006) indican un consumo de
28000 L, lo que indica que se pueden realizar acciones de mejora, mediante la
implementación de tecnología apropiada para la disminución del consumo de
agua en los sistemas evaluados. Sin embargo, De Pascale y Maggio (2005),
señalan que en los cultivos de tomate en invernaderos mediterráneos sin
calefacción utilizan 40000L/ton (Medina et al, 2006).
En términos de consumo de gasolina, la finca convencional tiene un gasto de 14,8
Kg/Ton debido al uso de bomba estacionaria para las labores de riego y de
fumigación, mientras que la finca orgánica no hace uso de este tipo de
herramientas. En la preparación del suelo, el sistema convencional, utilizó un
58,3% más de cal con respecto al sistema orgánico. Este procedimiento es
42 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
realizado bajo las apreciaciones o experiencias de los agricultores, quienes
expresaron que no realizan análisis de suelo previo a la adición de cal.
Tabla 7. Entradas de materiales y energía por unidad funcional (1 ton de tomate) en los sistemas analizados
Insumos Sistema
Convencional Sistema
Orgánico Unidades
Montaje Invernadero
Madera 18,88 34,6 Kg
Plástico 5,3 8,7 Kg
Alambre 0,4 0,7 Kg
Preparación del Suelo
Carbonato de calcio 60 ---- Kg
Cal Dolomita ---- 25 Kg
Siembra
Gallinaza 8 ---- Kg
Ceniza ---- 10 Kg
Roca Fosfórica ---- 5 Kg
Suelo ---- 62,5 Kg
Fertilización
Fertilizantes Sintéticos
Kg
N 2,72 ---- Kg
P2O5 5,74 ---- Kg
K2O 3,32 ---- Kg
Bioprerados Orgánicos
Ceniza ---- 30 Kg
Roca Fosfórica ---- 15 Kg
Suelo ---- 187,5 Kg
Estiércol ---- 180 Kg
Leche ---- 185,4 Kg
Calcio ---- 0,45 Kg
Control de plagas
Pesticidas de Síntesis Química
Fungicida 0,36 ---- Kg
Biopreparados para control de plagas
Ceniza ---- 9 Kg
Jabón ---- 0,9 Kg
Chile ---- 1 Kg
Cebolla ---- 1 Kg
Pimentón ---- 1 Kg
Leche ---- 1,95 Kg
Vinagre ---- 1,9 Kg
Uso de suelo 53,3 100 m2
Capítulo 3 Resultados y discusiones 43
Agua 33700 31420 L
Gasolina 14,84 0 Kg
Energía Total 2175,71 962,26 MJ
3.2.2 Consumo de Energía
En la tabla 7, se presentan los consumos de energía total que requiere los
sistemas de producción, observando un consumo del 55,77% superior en el
sistema convencional. Debido a los procesos de manufactura que se requieren
para la fabricación de materiales de construcción para el invernadero,
fertilizantes, plaguicidas y enmiendas, además del consumo de gasolina que se
utiliza en diferentes actividades.
En el estudio de tomates bajo invernadero en la sabana de Bogotá realizado por
Medina y col, (2006), se muestra que el consumo de energía fue de 1108,7 MJ/
tonelada; inferior al encontrado en esta investigación para cultivos convencionales
sin embargo cercano al sistema orgánico. Si bien el alcance de los estudios fue
similar (de la cuna a la puerta, excluido el transporte de insumos y la gestión de
residuos). Esto se debe al uso de combustibles fósiles, para el riego en el
sistema convencional, además del mayor uso de insumos, lo cual se traduce en
más energía para su producción.
3.3 Análisis de evaluación del impacto ambiental
En la tabla 8, se muestran los resultados de la caracterización y las cargas
ambientales determinadas para cada una de las categorías de impacto. La
categoría de cambio climático (GWP 100a), presentó los mayores valores de
impacto para ambos sistemas productivos. En el sistema convencional presentó
una carga ambiental de 122,324 kg CO2-eq por tonelada de tomate; en tanto
que, para el sistema orgánico la carga fue 79,699 kg CO2-eq. En segundo lugar
se observó los impactos a la categoría de impacto toxicidad humana (HTP). Para
esta categoría el sistema orgánico genera una carga de 76,18 kg 1,4 DCB -eq,
mientras que en el sistema convencional fue 59,90 kg 1,4 DCB -eq. La tercera
categoría corresponde a la ecotoxicidad en ecosistemas marinos (MAETP),
siendo el impacto más relevante en el convencional con un valor de 30,76 kg 1,4
DCB -eq y en el orgánico de 11,28kg 1,4 DB -eq. Por su parte, las categorías
restantes no presentaron valores considerables en el ciclo productivo total, por lo
cual no se observan las cargas ambientales en las diferentes etapas de los
sistemas.
44 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Tabla 8. Cargas ambientales de los sistemas de producción por unidad funcional
Categoría de impacto
Sistema Orgánico
Sistema Convencional
Unidad de medida
Acidificación AP 0,271 0,760 kg SO2-Eq
Cambio Climático GWP 100ª
79,699 122,324 kg CO2-Eq
Eutrofización EP 0,169 0,402 kg PO4-Eq
Ecotoxicidad a ecosistemas acuáticos
FEATP 5,866 4,809 kg 1,4-DCB-Eq
Toxicidad Humana HTP 76,180 59,901 kg 1,4-DCB-Eq
Ecotoxicidad ecosistemas marinos
MAETP 11,283 30,767 kg 1,4-DCB-Eq
Formación de oxidantes fotoquímicos
POCP 0,015 0,040 kg C2H4-Eq
Agotamiento de recursos abióticos
ADP 0,325 0,900 kg Sb –Eq
Agotamiento de ozono estratosférico
ODP 2,19E-06 1,66E-05 kg CFC-11-Eq
Ecotoxicidad a ecosistemas terrestres
TAETP 0,884 0,271 kg 1,4-DCB-Eq
Las cargas ambientales de las categorías de impacto para cada uno de los
sistemas evaluados, convencional y orgánico, se evidencian en la figura 8.
Figura 8. Cargas ambientales por unidad funcional de los sistemas de producción.
Respecto a la contribución relativa de las cargas ambientales de las diferentes
etapas del sistema convencional. Se observa en la figura 9 que la etapa de más
aporte es la fertilización, con una contribución máxima en la categoría
Capítulo 3 Resultados y discusiones 45
ecotoxicidad a ecosistemas terrestres (TAETP) con un 91,71%. Seguido de los
cargas a ecotoxicidad a ecosistemas acuáticos (FAETP) (74,61%), eutrofización
(EP) (58,98%), y acidificación (AP) con el 56,53 %. Por su parte, la preparación
del suelo aporta principalmente, a la categoría de calentamiento global con el
42,39%. La etapa de riego es la mayor aportante a las categorías agotamiento de
ozono estratosférico (ODP) y agotamiento de recursos abióticos (ADP), con el
57,42 % y 44,99%, respectivamente. La etapa de montaje de infraestructura del
invernadero, es la mayor contribuyente a la categoría toxicidad humana (35.76%).
Finalmente, la etapa de siembra y control de plagas, presentaron las menores
cargas ambientales en las categorías de impacto analizadas.
Figura 9. Contribución de las etapas del sistema convencional a las categorías de
impacto.
Para el sistema orgánico, las etapas con mayor contribución al impacto son
construcción del invernadero, control de plagas y fertilización (figura 10). La etapa
de construcción de invernadero tiene la mayor carga ambiental en cinco de las
categorías analizadas, ecotoxicidad a ecosistemas marinos (63,16%),
agotamiento de ozono estratosférico (58,41%), toxicidad humana (52,51%),
acidificación (51,53%) y formación de oxidantes fotoquímicos (40,44%). Por su
parte, el control de plagas para el sistema orgánico es responsable en un 95,61%,
a los aportes en ecotoxicidad terrestre, además del 42,84% en ecotoxicidad a
ecosistemas marinos, 34,22% en eutrofización y 28,34% en agotamiento de
ozono estratosférico. La fertilización contribuye como mayor carga en cambio
climático (61,24%). En tanto que las etapas de siembra y preparación de suelo
tienen bajos aportes en las categorías analizadas.
46 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Figura 10. Contribución de las etapas del sistema orgánico a las categorías de
impacto.
3.3.1 Análisis del Impacto
La categoría con mayores cargas ambientales en el ciclo de vida de la producción
de tomate, bajo el alcance evaluado, fue la de cambio climático para los dos
sistemas (figura 8). Los aportes específicos de las diferentes etapas en esta
categoría, son analizados a continuación. Acorde con la figura 11, en el sistema
convencional las etapas de fertilización y preparación del suelo tienen los
mayores aportes a esta categoría. Aspecto que está relacionado principalmente,
con el procesamiento y uso de insumos como el carbonato de calcio (cal) y los
fertilizantes (tabla 7). En este sistema se presenta un alto consumo de cal y
según el IPPC (2006), las entradas de carbonatos a los suelos en forma de cal,
conduce a emisiones de CO2, ya que la cal se disuelve y libera bicarbonato
(2HCO3-), para luego ser convertido en CO2 y agua (H2O). Por lo cual se pueden
proponer acciones de mejora en la aplicación de este insumo, ya que el uso de
estos productos se realiza bajo la experiencia del agricultor, sin consultar un
análisis de suelo que determine los verdaderos requerimientos de los insumos.
Otros estudios, también llaman la atención de los efectos de la elaboración y
aplicación de fertilizantes sintéticos y consideran que estas actividades pueden
generar la máxima carga en la categoría de calentamiento global, como se
presenta en la investigación de Bojacá et al., (2014) para tomates en Colombia,
Ricardo (2013), para crisantemos en Colombia cuando se evalúa solo el sistema
de cultivo y Foteinis & Chatzisymeon (2016) para lechuga convencional en
Grecia.
Capítulo 3 Resultados y discusiones 47
En cuanto al sistema orgánico, la etapa con mayores aportes al calentamiento
global es la fertilización. Acorde con el inventario (tabla 7), para esta etapa están
asociados los procesos de extracción de roca fosfórica y las cargas asociadas a
la producción y uso de leche y la fermentación de estiércol en la preparación de
insumos para aporte de nutrientes. En general, las actividades ganaderas se
consideran responsables importantes en las emisiones de gases de efecto
invernadero (Bett et al., 2017).
Figura 11. Cargas ambientales en la categoría de calentamiento global en
sistema orgánico y sistema convencional
En cuanto a la categoría toxicidad humana (segunda en carga ambiental), la
etapa de mayor contribución en los dos sistemas fue el montaje del invernadero
(figura 12). Lo anterior está asociado con la extracción de recursos no renovables,
el uso de combustibles fósiles y los procesos de conversión del etileno en
polietileno de baja densidad, en los cuales se hace uso de insumos como el
etano, butano y propano (Czaplicka-Kolarz, K ; Burchart-Korol, D; Krawczyk,
2010). En el sistema orgánico, el impacto es mayor en comparación con el
convencional, ya que, el menor rendimiento por unidad de área en estos sistemas
orgánicos hace necesario, el uso de mayor área para alcanzar la tonelada de
tomate y por tanto, entradas superiores en polietileno de baja densidad y otros
insumos.
48 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Figura 12. Cargas ambientales en la categoría de toxicidad humana en sistema orgánico y sistema convencional
La figura 13, muestra los aportes de las diferentes etapas de los sistemas a la
categoría ecotoxicidad a ecosistemas marinos (tercera en impacto). Los aportes
están relacionados con la extracción de rocas y materias primas para los
procesos de elaboración de cal y fertilizantes en el sistema convencional. En
tanto que, en el sistema orgánico, las cargas se encuentran asociadas a los
procesos de extracción y elaboración de materiales para la fabricación de
polietileno de baja densidad Czaplicka-Kolarz, K et al, (2010), explican en su
estudio de ACV del polietileno de baja densidad, que en la fabricación se generan
emisiones de metanol, propanol y butanol al agua. Los efectos de los procesos
productivos, sobre los ecosistemas marinos, están relacionados la teoría sobre la
migración de los contaminantes. Esto quiere decir que una sustancia que sale del
sistema productivo no permanece en el compartimento ambiental en que es
emitido (aire, suelo, agua superficial, agua subterránea), sino que puede
desplazarse y alcanzar otros lugares que serán a su vez contaminados. De
hecho, una determinada sustancia puede incluso ser más perjudicial en un medio
diferente al de su emisión (De León Cifuentes, 2009).
Capítulo 3 Resultados y discusiones 49
Figura 13. Cargas ambientales en la categoría de ecotoxicidad ecosistemas
marinos en sistema orgánico y sistema convencional
Con respecto a las cargas ambientales relativas de cada etapa, la fertilización en
el sistema convencional tiene mayor aporte en las categorías de acidificación y
eutrofización. De manera similar lo reportan Foteinis & Chatzisymeon (2016), en
su estudio de lechuga en Grecia y Khoshnevisan, Rafiee, Omid, Mousazadeh, &
Clark (2014), en cultivos de tomates en Irán. Esto se debe a la lixiviación de
nitratos y fosfatos que aumenta el riesgo de causar acidificación y eutrofización
en suelos y aguas. Mientras que, para la etapa de riego el consumo de gasolina
es el mayor aportante a la categoría agotamiento de recursos abióticos.
En el sistema orgánico, después de la etapa del montaje del invernadero, el
control de plagas aporta impacto ambiental en las categorías de la ecotoxicidad a
ecosistemas terrestres, ecosistemas marinos y eutrofización. Lo anterior está
relacionado, específicamente con los procesos de elaboración de vinagre y la
producción de leche, insumos necesarios en esta etapa. En este sentido,
Uzcátegui Ponce (2012), concluye que la producción de leche genera efectos
negativos en el ambiente aportando en categorías de eutrofización, ecotoxicidad
a ecosistemas terrestres, acuáticos y marinos.
3.4 Análisis de sensibilidad
Una vez identificadas las categorías de impacto con mayor carga ambiental y los
puntos críticos del sistema productivo, se realizó un análisis de sensibilidad para
determinar posibles escenarios de disminución de dichas cargas ambientales en
el ciclo de vida de la producción de tomates. Se logró identificar que entre los
responsables de impacto más importantes en diferentes categorías, se
50 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
encuentran el uso de la cal, y el aporte de fertilizantes en el sistema convencional.
Para el sistema orgánico la mayor carga ambiental se origina por la producción de
los materiales para el montaje de la infraestructura de invernadero y los
fertilizantes. Con base en lo anterior, se simularon escenarios en los cuales los
agricultores disminuyan un 50% del uso de cal en el sistema convencional,
tomando como referencia que este es el insumo de mayor consumo en la
preparación del suelo. Mientras que en el sistema orgánico la reducción del 50%
de los insumos utilizados se hacen en la etapa de fertilización.
En la figura 14, se presentan los resultados de la simulación del sistema
convencional en contraste con los datos de inventario, lo cual representa una
disminución del 21,20% en emisiones de CO2 Eq. La reducción corresponde a la
diferencia de 122,32 Kg CO2 Eq en el modelo evaluado a 96,39 Kg CO2 Eq en el
modelo simulado. Para la categoría de toxicidad humana se encontró una
disminución de 5,66% con respecto al modelo real y en la categoría ecotoxicidad
a ecosistemas marinos pasaría de aportar una carga ambiental de 30,76 kg 1,4-
DCB-Eq a 25,88 kg 1,4-DCB-Eq, lo cual significa una disminución del 15,87% y
en la categoría de formación de oxidantes fotoquímicos la reducción sería de
13,04 %.
Figura 14. Comparativo de sistema convencional evaluado y sistema
convencional con 50% de disminución en el uso de la cal.
En la figura 15 se observa el comportamiento que se tendría en el sistema
orgánico con la reducción del 50% en el uso de los insumos para fertilización. En
primer lugar una disminución del 32,53% a la carga sobre cambio climático,
20,45% sobre ecotoxicidad de ecosistemas acuáticos y 15,82% en la carga
ambiental a toxicidad humana.
Capítulo 3 Resultados y discusiones 51
Este análisis de sensibilidad sugiere que el uso eficiente de insumos en
diferentes prácticas agrícolas, contribuye a una reducción en las cargas
ambientales del sistema productivo.
Figura 15. Comparativo de sistema orgánico evaluado y sistema orgánico con 50
% de disminución en el uso de insumos para fertilización.
52 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Capítulo 4. Conclusiones y recomendaciones.
El consumo de energía fue superior en el sistema convencional en un 55,77%,
debido a los procesos de manufactura de los insumos utilizados y al uso de
combustibles fósiles para el riego, es por ello que la implementación de
maquinaria que utilice energías más limpias como la eléctrica, permitirá una
disminución considerable en este factor. Respecto al consumo de agua, se
presentó un consumo mayor de 2280 L en el sistema convencional; para ambos
sistemas la utilización de medidores de consumo de agua, permitiría llevar en
mejores condiciones las etapa de cultivo, proporcionando una aplicación segura,
que dependa de los requerimientos del cultivo.
Respecto al análisis de las prácticas agrícolas de los dos sistemas de producción,
se encontraron que las categorías de mayor carga ambiental fueron cambio
climático, toxicidad humana y ecotoxicidad a ecosistemas marinos. El sistema de
producción convencional generó mayor afectación de impacto en siete de las diez
categorías evaluadas, la de mayor carga ambiental fue cambio climático debido a
la etapa de preparación del suelo y fertilización, sin embargo, se pudo observar
un alto consumo de carbonato de calcio, insumo para la preparación del suelo, de
un 58,3% respecto al consumo que se presenta para el sistema orgánico; esta
carga a esta categoría se da por las emisiones generadas en su aplicación en el
campo y a los procesos de extracción y fabricación de estos insumos, a esto se
agrega, la no realización de análisis del suelo por parte del agricultor, para
estimar los requerimientos necesarios tanto para la preparación del suelo como
para la fertilización. Esta situación tendría una amplia diminución del impacto si se
realiza la utilización de los insumos según las necesidades reales de cada cultivo.
Al establecer un análisis de sensibilidad en el que se dé una disminución del 50%
en el empleo de cal, se obtendría una reducción del 21,20% en la categoría de
cambio climático.
El sistema orgánico afecta en mayor proporción, respecto al sistema
convencional, las categorías de toxicidad: toxicidad humana, ecotoxicidad a los
ecosistemas acuáticos y ecotoxicidad a ecosistemas terrestres. La etapa del
montaje del invernadero es la principal responsable de la afectación a la toxicidad
humana, dado los procesos de elaboración y transformación de materias primas
en el polietileno de baja densidad, elemento indispensable en el montaje del
invernadero. En esta etapa es mayor el impacto en el sistema orgánico en
comparación que el sistema convencional, dado que el área de este sistema es
un 46,7 % mayor respecto al convencional para la unidad funcional establecida.
Capítulo 4. Conclusiones y recomendaciones.
Capítulo 3 Resultados y discusiones 53
La categoría de cambio climático fue la segunda categoría de mayor carga para el
sistema orgánico, debido a los procesos para elaboración y aplicación de
fertilizantes, al evaluar una disminución del 50% de dosificación de cada uno de
los insumos utilizados en esta etapa se observa una disminución de 32,53 % en
la carga ambiental de esta categoría
Para las categorías de ecotoxicidad a los ecosistemas acuáticos y terrestres, es
mayor su afectación en el sistema orgánico respecto al convencional, este efecto
se da por la etapa de control de plagas, principalmente por las cargas asociadas
al ciclo de vida de los procesos para la obtención de la leche, insumo utilizado
para esta etapa.
Por otra parte, mediante la revisión bibliográfica se concluyó que la aplicación de
la metodología de ACV en el sector agrícola en Colombia es escasa. Sería de
interés para la economía del país, promover el uso de estas técnicas para la
evaluación de los impactos ambientales potenciales, para satisfacer la creciente
demanda de respuestas a las preguntas sobre la sostenibilidad de la producción
agrícola en función de las exportaciones de alimentos, con la ayuda de los
convenios institucionales entre universidades, industrias y el sector productivo;
para promover la ciencia y la innovación hacia una producción agrícola
sostenible. Ante esto se necesitan esfuerzos tanto de adaptar las metodologías
de ACV a las particularidades y especificidades del país. Por esto, como reto para
futuras investigaciones se ve de gran interés ampliar los límites del estudio y
aumentar las unidades productivas a evaluar, con el propósito de determinar
puntos críticos dentro del sistema productivo.
54 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Anexos I. Modelo de entrevista
Anexos 55
56 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Anexos 57
58 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Anexos 59
60 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Anexos 61
Anexos II. Sistema Orgánico
62 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Anexos 63
Anexos III. Sistema Convencional
64 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Anexos 65
Bibliografía
Agudelo C, R., Soto V, M., Pérez O, M., Jaramillo G, M., & Moreno, N. (2011). Condiciones de vida y trabajo de familias campesinas agricultoras de Marinilla , un pueblo agrario del oriente Antioqueño , Colombia , 2011 Living and working conditions of peasant farmers and their families. Rev. Fac. Nac. Salud Pública, 31(1-11).
Aguilar-Rivera, N ; Houbron, J. E ; Espinoza-Lopez, R. A. (2014). ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD DE DIVERSIFICACIÓN DE ZONAS PRODUCTORAS DE CAÑA DE AZÚCAR POR METODOLOGÍAS EMERGY , ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA Y EVALUACIÓN. Revista Centro Azúcar, 41, 65–82.
Anton, M. A. (2004). UTILIZACIÓN DEL ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA EN LA EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL DEL CULTIVO BAJO INVERNADERO MEDITERRÁNEO. UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA.
Anton Vallejo, M. . A. (2004). Utilización del Análisis de ciclo de vida en la evaluación del impacto ambiental del cultivo bajo invernadero mediterráneo. Universitat Politécnica de Catalunya.
Anton Vallejo, M. . A. (2012). ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA APLICADO A HORTICULTURA PROTEGIDA. CUADERNOS DE ESTUDIOS AGROALIMENTARIOS, 211–226. https://doi.org/ISSN 2173-7568
Azad, A. S., & Ancev, T. (2014). Measuring environmental ef fi ciency of agricultural water use : A Luenberger environmental indicator *. Journal of Environmental Management, 145, 314–320. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2014.05.037
Bartl, K., Gómez, C. a., & Nemecek, T. (2011). Life cycle assessment of milk produced in two smallholder dairy systems in the highlands and the coast of Peru. Journal of Cleaner Production, 19(13), 1494–1505. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2011.04.010
Bazrgar, A. B., Soltani, A., Koocheki, A., & Zeinali, E. (2011). Environmental emissions profile of different sugar beet cropping systems in East of Iran. African Journal of Agricultural Reseearch, 6(29), 6246–6255. https://doi.org/10.5897/AJAR11.1337
Bett, B., Kiunga, P., Gachohi, J., Sindato, C., Mbotha, D., Robinson, T., … Grace, D. (2017). Effects of climate change on the occurrence and distribution of livestock diseases. Preventive Veterinary Medicine, 137(Pt B), 119–129. https://doi.org/10.1016/j.prevetmed.2016.11.019
66 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Blesh, J., & Drinkwater, L. . (2013). The impact of nitrogen source and crop rotation on nitrogen mass balances in the Mississippi River Basin. Ecological Applications, 23(5), 1017–1035.
Bojacá, C. R., Casilimas, H. A., Gil, R., & Schrevens, E. (2012). Extending the input–output energy balance methodology in agriculture through cluster analysis. Energy, 47(1), 465–470. https://doi.org/10.1016/j.energy.2012.09.051
Bojacá, C. R., Wyckhuys, K. a. G., & Schrevens, E. (2014). Life cycle assessment of Colombian greenhouse tomato production based on farmer-level survey data. Journal of Cleaner Production, 69(3), 26–33. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.01.078
Bonomelli, C ; Bonilla, C ; Valenzuela, A. (2003). Efecto de la fertilización fosforada sobre el contenido de cadmio en cuatro suelos de Chile. Pesq. Agropec. Bras, 38(1), 1179–1186.
Braschkat, J., Patyk, A., Quirin, M., & Reinhardt, G. . (2003). Life cycle assessment of bread production - a comparison of eight different scenarios -. In Proceedings of the Fourth International Conference on Life Cycle Assessment in the Agri-Food Sector. Bygholm, Denmark.
Cadavid Marín, G. H. (2014). Análisis de Ciclo de Vida ( ACV ) del proceso siderúrgico. Universidad Nacional.
Cámara de Comercio del Oriente Antioqueño. (2014). Diagnostico de competitividad del oriente antioqueño. Rionegro, Antioquia.
Cámbara Villanueva, J. L. (2012). Análisis de la confiabilidad de las metodologias eicv. Universidad de Oviedo.
Chacon, J. R. (2008). Historia ampliada y comentada del análisis de ciclo de vida ( ACV ). Revista de La Escuela Colombiana de Ingeniería, 72, 37–70.
Chaifetz, A., & Jagger, P. (2014). 40 Years of dialogue on food sovereignty: A review and a look ahead. Global Food Security, 3(2), 85–91. https://doi.org/10.1016/j.gfs.2014.04.002
Czaplicka-Kolarz, K ; Burchart-Korol, D; Krawczyk, P. (2010). Eco-efficiency analysis methodology on the example of the chosen polyolefins production. Achievements in Materials and Manufacturing Engineering VOLUME, 43(1), 469–475.
Dalezios, N. R., Blanta, a., Spyropoulos, N. V., & Tarquis, a. M. (2014). Risk identification of agricultural drought for sustainable Agroecosystems. Natural Hazards and Earth System Science, 14(9), 2435–2448. https://doi.org/10.5194/nhess-14-2435-2014
Anexos 67
De Carvalho Filho, A. C. (2001). Análisis del ciclo de vida de productos
derivados del cemento – Aportaciones al análisis de los inventarios del ciclo de vida del cemento. Universidad Politecnica de Cataluña.
De León Cifuentes, W. E. (2009). Evaluacion ambiental de la produccion del cultivo de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.), bajo condiciones protegidas en Las Palmas Gran Canaria, España, mediante la utilizacion de la metodologia del analisis del ciclo de vida (acv), 2007-2009.
De Ponti, T., Rijk, B., & van Ittersum, M. K. (2012). The crop yield gap between organic and conventional agriculture. Agricultural Systems, 108, 1–9. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2011.12.004
Delegatura de protección de la competencia. (2012). Estudios de Mercado. Cadena Productiva de las hortalizas Colombia: diagnostico de libre competencia (2009-2011).
Dogliotti, S., García, M. C., Peluffo, S., Dieste, J. P., Pedemonte, a. J., Bacigalupe, G. F., … Rossing, W. a. H. (2014). Co-innovation of family farm systems: A systems approach to sustainable agriculture. Agricultural Systems, 126, 76–86. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2013.02.009
FAO. (2007). Utilización de las rocas fosfóricas para una agricultura sostenible (pp. 1–177).
FAO. (2014). Anuario Estadístico de la FAO 2014 (p. 198). Santiago de Chile.
FECOC-UPME. (2016). Calculadora emisiones CO2.
Finnveden, G., Hauschild, M. Z., Ekvall, T., Guinée, J., Heijungs, R., Hellweg, S., … Suh, S. (2009). Recent developments in Life Cycle Assessment. Journal of Environmental Management, 91(1), 1–21. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2009.06.018
Fonnegra-Gomez, R., & Villa Londoño, J. (2011). PLANTAS MEDICINALES USADAS EN ALGUNAS VEREDAS DE MUNICIPIOS DEL ALTIPLANO DEL ORIENTE ANTIOQUEÑO , MEDICINAL PLANTS USED IN SOME TOWNSHIPS OF MUNICIPALITIES IN THE HIGH PLAINS El conocimiento de las plantas medicinales , la población cultural y económicam, 33(95), 219–250.
Foteinis, S., & Chatzisymeon, E. (2016). Life cycle assessment of organic versus conventional agriculture. A case study of lettuce cultivation in Greece. Journal of Cleaner Production, 112, 2462–2471. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.09.075
Gadanakis, Y., Bennett, R., Park, J., & Areal, F. J. (2015). Evaluating the Sustainable Intensification of arable farms. Journal of Environmental Management, 150, 288–298. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2014.10.005
68 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
Garcés Jaramillo, S. (2010). Bienestar y sustentabilidad en el medio rural : análisis de tres agroecosistemas ( uno agroecológico , uno convencional y uno mixto ) en Carchi y Esmeraldas a través de indicadores multidimensionales. Facultad Latinoamericana de Ciencias Sociales.
Gassmann, M., Olsson, O., Stamm, C., Weiler, M., & Kümmerer, K. (2015). Physico-chemical characteristics affect the spatial distribution of pesticide and transformation product loss to an agricultural brook. The Science of the Total Environment, 532, 733–743. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.06.068
Gómez, M. I., Barrett, C. B., Raney, T., Pinstrup-Andersen, P., Meerman, J., Croppenstedt, A., … Thompson, B. (2013). Post-green revolution food systems and the triple burden of malnutrition. Food Policy, 42, 129–138. https://doi.org/10.1016/j.foodpol.2013.06.009
Graefe, S., Tapasco, J., & Gonzalez, A. (2013). Resource use and GHG emissions of eight tropical fruit species cultivated in Colombia. Fruits, 68(4), 303–314. https://doi.org/10.1051/fruits/2013075
Gross, M. (2013). The paradoxical evolution of agriculture. Current Biology, 23(16), R667–R670. https://doi.org/10.1016/j.cub.2013.08.001
Guinée, J. B., Gorrée, M., Heijungs, R., Huppes, G., RenéKleijn, de Koning, A., … Udo de Haes, H. A. (2004). Handbook on life cycle Assessment (p. 687).
Harwood, J. (2009). Peasant Friendly Plant Breeding and the Early Years of the Green Revolution in Mexico. Agricultural History, 83(3), 384–410. https://doi.org/10.3098/ah.2009.83.3.384
Hayashi, K. (2012). Practical recommendations for supporting agricultural decisions through life cycle assessment based on two alternative views of crop production: the example of organic conversion. The International Journal of Life Cycle Assessment, 18(2), 331–339. https://doi.org/10.1007/s11367-012-0493-9
Herrera A, J. C. (2010). GESTIÓN INTEGRAL RECURSO HÍDRICO. 2o SEMINARIO DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO RURAL. (EPM, Ed.), 2o SEMINARIO DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO RURAL. Medellin.
Herrera Huerta, J., Muñoz Alvear, E., & Montalba Navarro, R. (2012). Evaluation of two production methods of Chilean wheat by life cycle assessment (LCA). IDESIA (Chile), 30, 101–110. Retrieved from http://acv.ibict.br/pesquisadores/copy_of_publicacoes/artigos/evaluation-of-two-production-methods-of-chilean-wheat-by-life-cycle-assessment-lca/@@download/file/art13.pdf
Anexos 69
IHOBE. (2009). Análisis de ciclo de vida y huella de carbono. Ihobe. Bilbao:
IHOBE, S.A. Sociedad Pública de Gestión Ambiental.
IPPC. (2006). EMISIONES DE N2O DE LOS SUELOS GESTIONADOS Y EMISIONES DE CO2 DERIVADAS DE LA APLICACIÓN DE CAL y UREA.
Khoshnevisan, B., Rafiee, S., Omid, M., Mousazadeh, H., & Clark, S. (2014). Environmental impact assessment of tomato and cucumber cultivation in greenhouses using life cycle assessment and adaptive neuro-fuzzy inference system. Journal of Cleaner Production, 73, 183–192. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2013.09.057
Kumar, Ajay; Li, Jianzheng; Zhang, Liguo; Ban, Qiaoying; Jin, Y. (2013). Comparison between Wet and Dry Anaerobic Digestions of Cow Dung under Mesophilic and Thermophilic Conditions. Advances in Water Resource and Protection (AWRP), 1(2), 1–11.
Lauer, F., Prost, K., Gerlach, R., Pätzold, S., Wolf, M., Urmersbach, S., … Amelung, W. (2014). Organic fertilization and sufficient nutrient status in prehistoric agriculture?--Indications from multi-proxy analyses of archaeological topsoil relicts. PloS One, 9(9), e106244. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0106244
Lewis, N., Mazoyer, M., Roudart, L., & Membrez, J. H. (2008). A History of World Agriculture: from the Neolithic Age to the Current Crisis. Journal of Historical Geography, 34, 1–528. https://doi.org/10.1016/j.jhg.2008.01.011
Martínez Bernal, L. F., Bello Rodriguez, P., & Dominguez, C. O. F. (2012). Sostenibilidad y desarrollo: El valor Agregado de la Agricultura Orgánica (Universida, p. 236). Bogota, D.C.
Mattsson, B., & Wallén, E. (2003). Environmental LCA of organic potatoes. In Proceedings of the 26th International Horticultural Congress, ISHS, Acta Horticulturae 691.
Medina, A., Cooman, A., Parrado, C. A., & Lozano, J. T. (2006). Evaluation of Energy Use and Some Environmental Impacts for Greenhouse Tomato Production in the High Altitude Tropics, 415–422.
Medina, A., Cooman, A., Parrado, C.A. and Schrevens, E. (2006). EVALUATION OF ENERGY USE AND SOME ENVIRONMENTAL IMPACTS FOR GREENHOUSE TOMATO PRODUCTION IN THE HIGH ALTITUDE TROPICS. Acta Hortic. 718, 415–422. https://doi.org/https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2006.718.48
Nelles, W. (2011). Environmental Education, Sustainable Agriculture, and CGIAR: History and Future Prospects. The University of Chicago. https://doi.org/10.1086/659341
70 Evaluación ambiental de sistemas de producción de hortaliza (convencional y orgánico) en el Oriente Antioqueño a partir de análisis de ciclo de vida (ACV).
NTC-ISO-14040. (2007). NTC-ISO 14040. GESTIÓN AMBIENTAL. ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA. PRINCIPIOS Y MARCO DE REFERENCIA. Norma Técnica Colombiana NTC-ISO, 2(571), 1–18.
Osorio, J. A. (2001). UNA VISIÓN GLOBAL DEL SECTOR HORTÍCOLA Intercambio. Ingenieria Y Competitividad, 3, 83–94.
Palm, C., Blanco-Canqui, H., DeClerck, F., Gatere, L., & Grace, P. (2014). Conservation agriculture and ecosystem services: An overview. Agriculture, Ecosystems & Environment, 187, 87–105. https://doi.org/10.1016/j.agee.2013.10.010
Pennington, D. W., Potting, J., Finnveden, G., Lindeijer, E., Jolliet, O., Rydberg, T., & Rebitzer, G. (2004). Life cycle assessment part 2: current impact assessment practice. Environment International, 30(5), 721–39. https://doi.org/10.1016/j.envint.2003.12.009
Programa mundial de alimentos (WFP). (2016). Quienes Sufren de Hambre. Retrieved April 30, 2016, from http://es.wfp.org/-sufren-hambre-pma
Ricardo Hernandez, R. E. (2013). Determinación de los impactos ambientales potenciales en la cadena de suministro de crisantemo (Dendranthema grandiflora) mediante un enfoque de análisis de ciclo de vida. Universidad Nacional.
Roy, P., Nei, D., Orikasa, T., Xu, Q., Okadome, H., Nakamura, N., & Shiina, T. (2009). A review of life cycle assessment (LCA) on some food products. Journal of Food Engineering, 90(1), 1–10. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.06.016
Ruviaro, C. F., Gianezini, M., Brandão, F. S., Winck, C. a., & Dewes, H. (2012). Life cycle assessment in Brazilian agriculture facing worldwide trends. Journal of Cleaner Production, 28, 9–24. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2011.10.015
Sanes Orrego, A. (2012). EL ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA ( ACV ) EN PROPUESTA METODOLÓGICA PARA LA EVALUACIÓN DE LA SOSTENIBILIDAD DE SISTEMAS PRODUCTIVOS. Universidad Nacional.
SIPSA; MinAgricultura; DANE. (2014). Producción limpia de hortalizas, una mejor salud y bienestar.
Torrellas, M., Antón, A., López, J. C., Baeza, E. J., Parra, J. P., Muñoz, P., & Montero, J. I. (2012). LCA of a tomato crop in a multi-tunnel greenhouse in Almeria. The International Journal of Life Cycle Assessment, 17(7), 863–875. https://doi.org/10.1007/s11367-012-0409-8
Udo de Haes, H. A., Jolliet, O., Finnveden, G., Hauschild, M., Krewitt, W., & Müller-Wenk, R. (1999). Best Available Practice Regarding Impact
Anexos 71
Categories and Category Indicators in Life Cycle Impact Assessment. SETAC-Europe, 74(2), 66–74.
University of Hertfordshire. (2007). PPDB: Pesticide Properties DataBase.
Uzcátegui Ponce, F. A. (2012). MEDICIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL EN UN SECTOR PRODUCTIVO Y PROPUESTA DE BUENAS PRÁCTICAS PARA SU REDUCCIÓN. CASO DE ESTUDIO, PRODUCCIÓN DE LECHE FINCA ‘EL PARAÍSO. Pontificia Universidad Javeriana.
Van der Laan, M., Bristow, K. L., Stirzaker, R. J., & Annandale, J. G. (2017). Towards ecologically sustainable crop production: A South African perspective. Agriculture, Ecosystems & Environment, 236, 108–119. https://doi.org/10.1016/j.agee.2016.11.014
Zeigler, R. S., & Mohanty, S. (2010). Support for international agricultural research: current status and future challenges. New Biotechnology, 27(5), 565–72. https://doi.org/10.1016/j.nbt.2010.08.003