Informe simplificado para las partes interesadas

Informe simplificado para las partes interesadas
Proyecto: “Buenas Prácticas para el Tratamiento y Reutilización de Residuos Agrícolas (RA) en los
Países del Mediterráneo” - WASTEREUSE
LIFE10 ENV/GR/594, duración: 01/09/11 – 31/08/15, website: www.wastereuse.eu
Co-financiado por CE LIFE+ Environment Policy & Governance
Beneficiario Coordinador
Universidad Técnica de Creta (TUC), Facultad de Ingería de Recursos Minerales, Chania, Creta, Grecia
Website: www.mred.tuc.gr
Coordinador del Proyecto: Prof Kostas Komnitsas, [email protected]
Beneficiarios Asociados
Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CEBASCSIC), Murcia, España
Website: www.cebas.csic.es
Persona de contacto: Dra. María-Teresa Hernández, [email protected]
Centro de Experimentación y Asistencia Agrícola (CERSAA), Albenga, Savona, Italia
Website: www.cersaa.it
Persona de contacto: Dr Federico Tinivella, [email protected]
LABCAM srl, Albenga, Savona, Italia
Website: www.labcam.it
Persona de contacto: Dr Luca Medini, [email protected]
SIGNOSIS Sprl., Bruselas, Bélgica
Website: www.signosis.eu
Persona de contacto: Sr. Dimitris Micharikopoulos, [email protected]
El presente informe simplificado se centra en la sensibilización de todos los interesados (agricultores y
autoridades locales/regionales) en cuestiones relacionadas con la gestión de RA, Análisis del Ciclo de Vida (ACV)
y análisis de riesgos, y también convencerles para la aplicación de las prácticas alternativas de cultivo.
propuestas
Objetivos del WASTEREUSE
Partes interesadas
WASTEREUSE abordó dos problemas ambientales
significativos:
1. La eliminación incontrolada de residuos agrícolas
(RA), así como su uso incontrolado para los
cultivos / la fertilización de la tierra
2. El uso excesivo de nutrientes y los recursos
naturales (agua, fosfatos) para la producción de
fertilizantes, etc., y la posibilidad de aumentar el
reciclaje de nutrientes y agua
Los objetivos de WASTEREUSE fueron:
 Evaluación de las tecnologías innovadoras
existentes para el tratamiento RA respecto a su
idoneidad para el cultivo
 Desarrollo de prácticas agrícolas alternativas para
los cultivos más extendidos en la región
mediterránea
 Protección de la calidad del suelo de la eliminación
descontrolada de RA
 Desarrollo de buenas prácticas de gestión para la
aplicación de residuos a los cultivos con un
importante mercado
 Reducción de la huella de carbono mediante el
reciclaje de RA y minimización del uso de
fertilizantes
 Aumentar la competitividad de los productos
agrícolas mediterráneos
Las partes que puedan estar interesadas en los
resultados del proyecto son:
• Agricultores
• Asociaciones agrarias
• Responsables políticos
• Autoridades locales / regionales
• Expertos/científicos de organizaciones de investigación
y Universidades
• Público en general
Agricultores y asociaciones agrícolas están interesados
en los efectos a corto plazo de la aplicación de RA, tales
como el crecimiento y rendimiento del cultivo, así como
el costo del tratamiento del RA para la producción de
compost. Por otra parte, los responsables políticos y las
autoridades locales están interesados en cuestiones
pertinentes a la minimización del coste de eliminación
de los RA, la reducción del impacto ambiental y la
mejora de la calidad de vida.
Ha sido creada una base de datos para una red de
trabajo con las partes interesadas (605 contactos hasta
ahora) que incluye organizaciones y miembros de la
comunidad científica, el sector agrícola y las autoridades
nacionales para difundir los resultados del proyecto. Los
miembros de la red han sido informados con boletines,
comunicados de prensa y guías normativas.
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LIFE10 ENV/GR/594
Respuesta a cuestiones simples
¿Qúe es un ACV?
El Análisis de Ciclo de Vida (ACV) se utiliza
para la evaluación cuantitativa de los
impactos
ambientales
(principalmente
relacionados con el suelo, agua y aire), los
impactos económicos y sociales durante el
ciclo de vida de un producto o un proceso. El
ACV puede ser implementado en diversos
procesos, tales como la producción de
compost a partir de RA. El ciclo de vida
completo de un producto / proceso incluye
las fases de extracción de materias primas,
procesamiento, producción, utilización y
eliminación de los residuos finales. La
evaluación de los impactos de específicas o
todas las fases del ciclo, permite la
identificación de los más importantes e
indica las mejores prácticas de gestión.
La identificación de la huella de carbono (HC) es muy importante durante la evaluación de los impactos de las
emisiones sobre el cambio climático. Seis gases de efecto invernadero se consideran para el cálculo de la HC:
dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC) y
hexafluoruro de azufre (SF6). Las emisiones de CO2 están vinculadas principalmente al uso de combustibles fósiles,
mientras que las emisiones de CH4 y N2O se deben a las actividades agrícolas y el tratamiento de los RA. Los HFC y
PFC están relacionados con la producción / uso de refrigerantes y el SF6 con la fundición de aluminio y de
magnesio. La HC se calcula en t o kg equivalentes de CO2 (CO2-eq) para que todos los gases de efecto invernadero
sean comparables para la estimación de sus efectos sobre el clima global en un tiempo de vida promedio de 100
años.
¿Qué es un Análisis de Riesgo?
Con el fin de evaluar los riesgos, peligros o posibles fuentes de contaminación
deben ser identificados, evaluados y luego establecida una relación fuentevía-objetivo. Las fuentes de peligro (p.e., los alpechines que contienen
fenoles) pueden afectar negativamente a través de vías (p.e., agua superficial
cuando alpechín se utilizan para el riego de los cultivos) los objetivos
sensibles, incluyendo las aguas subterráneas y los ecosistemas. El riesgo de
cada vía potencial se calcula multiplicando la probabilidad de que un peligro
alcance su objetivo (por ejemplo la infiltración de alpechines a través del
suelo) con las consecuencias cuantificadas (p.e. m3 de agua subterránea que
se contamina y no puede ser utilizada para el bombeo) y puede ser clasificado
como alto, medio, bajo o insignificante. La magnitud del daño si el objetivo se
ve afectado por el peligro se evaluó como grave, moderado, leve y
despreciable.
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LIFE10 ENV/GR/594
¿Por qué el ACV y el análisis de riesgos son importantes en agricultura?
Un enfoque integrado, incluyendo el ACV y el análisis de riesgos en la agricultura, puede contribuir al
establecimiento de directrices para el uso controlado de los RA para el riego de los cultivos, considerando el suelo,
los cultivos, el medio ambiente y los agricultores como todo un sistema cuyos componentes están
interrelacionados.
Los parámetros a tener en cuenta son:
• Implementación de un escenario integrado de cultivos sostenibles, incluyendo estrategias para el control de la
calidad del suelo y masas de agua
• Cuantificación de los parámetros / indicadores más importantes que afectan a la sostenibilidad agrícola:
- La calidad del suelo (pH, materia orgánica, N, P, K y contenido de metales pesados)
- La calidad del agua (pH, conductividad eléctrica, y contenidos de nitratos y metales pesados)
- El rendimiento del cultivo y la producción de biomasa
• Prevención de la desertificación causada por las actividades agrícolas intensivas
• Minimización del uso del agua, los recursos naturales, fertilizantes y energía
• Minimización de los costos (de operación, producción y mano de obra), así como la maximización de los
beneficios (por ejemplo, por la venta de compost o el aumento de rendimiento de la planta)
• beneficios ambientales, como la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y la reducción al
mínimo de fitotoxicidad
Impacto medio ambiental
Potential sources
Selected environmental impacts associated with agriculture
Calentamiento global
Quema de combustibles, ganadería,
volatilización de nutrientes
Eutrofización
Acidificación
Contaminación atmosférica
Pérdida de biodiversidad
Disminución de los
combustibles fósiles
Salud humana
Descomposición de restos vegetales por la
actividad de bacterias y hongos;
disminución de oxígeno, liberación de
fosfatos y amonio en las aguas,
enriqueciéndolas en nutrientes.
Residuos ganaderos, manejo intensivo de
los cultivos
Quema de combustibles, volatilización de
amoniaco, fabricación de la maquinaria
Cambio del uso de la tierra, uso de agroquímicos
Quema de combustibles, fabricación de
maquinaria
Uso de agro-químicos, quema de
combustibles, volatilización de amoniaco,
organismos genéticamente modificados
(OGMs)
Fuente: K.R. Caffrey and M.W. Veal (2013). Conducting an Agricultural Life Cycle
Assessment: Challenges and Perspectives, The Scientific World Journal,
http://dx.doi.org/10.1155/2013/472431
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LIFE10 ENV/GR/594
Lab experiments
En el marco del WASTEREUSE, se llevaron a cabo experimentos de
laboratorio para la caracterización de RA sin tratar y tratados, así como la
evaluación de su idoneidad para la producción de cultivos en las
infraestructuras de experimentación del CEBAS-CSIC, España y del LABCAMCERSAA, Italia.
35 muestras de suelos han sido recogidas de zonas agrícolas representativas
de España, Italia y Grecia y después caracterizadas. 60 RA, incluyendo
alperujo, biochar producido a partir de residuos vegetales, purín de cerdo y
compost producido a partir de residuos de almazaras se han recogido en
España e Italia y también caracterizados posteriormente.
La fitotoxicidad potencial del RA se evaluó a través de pruebas de
germinación de semillas con diferentes plantas de prueba de importancia
agrícola para España e Italia incluyendo berro, raigrás, melón, cebada, trigo
y maíz. Se encontró que la fitotoxicidad de un determinado RA variaba
dependiendo de las especies vegetales utilizadas, lo que indica una
sensibilidad diferente de las semillas a las sales y otros compuestos
fitotóxicos potenciales presentes en los RA.
Ensayos de cultivo se llevaron a cabo en macetas con el fin de evaluar la
idoneidad de composts seleccionados para el cultivo de diferentes especies
de plantas. Los resultados experimentales han demostrado que el compost
se puede utilizar como medio de cultivo ya sea cuando se aplica solo o
mezclado con suelo natural y zeolita.
Demonstration actions
Las acciones de demostración del WASTEREUSE se iniciaron en abril de 2013 en España e
Italia y han sido completadas en junio del 2015.
Su objetivo fue demostrar la viabilidad de la aplicación de residuos tratados en cultivos
de hortalizas y cereales en invernadero y en campo respectivamente.
Áreas de demostración en España
Dos áreas de estudio se han utilizado en España:
i) La zona de Las Tiesas en Barrax, que es un municipio de la provincia de Albacete, Comunidad Autónoma de
Castilla-La Mancha, donde se han implementado cultivos de cereales (cebada y trigo blando) en campo.
El área de estudio se cultiva intensivamente (10.000 ha), con un importante uso de la tierra para huertos, viñedos
y campos de cultivo. En Barrax, aproximadamente el 65% de las tierras cultivadas son de secano (de las cuales el
67% son de cereales de invierno y 33% están en barbecho) y el 35% son tierras de regadío (maíz 75%; cebada /
girasol 15%; alfalfa 5%; cebollas 2,9%; verduras 2,1%). Las actividades agrícolas afectan a la disponibilidad de los
recursos hídricos y han causado una disminución significativa de los niveles piezométricos de los acuífero en las
últimas dos décadas.
ii) El área de Tres Caminos en La Matanza, en el municipio de Santomera en la Región de Murcia, donde se han
realizado cultivos de tomate y la lechuga en invernadero.
La producción de frutas, vino, aceite de oliva, verduras, cereales y flores son las principales actividades de la zona,
debido al clima típicamente mediterráneo, con 18 °C de temperatura media anual. Sin embargo, el nivel de
precipitación es baja (la precipitación media anual de 350 mm), lo que resulta en el aumento de la demanda de
agua por los cultivos. El agua para riego en la zona de estudio se suministra principalmente a través del Trasvase
Tajo-Segura.
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LIFE10 ENV/GR/594
Localización de la áreas de demostración en España, Barrax (izquierda) and Santomera (derecha)
Área de demostración en Italia
El área de demostración italiana se encuentra en Albenga, una ciudad a orillas del golfo de Génova, Provincia de
Savona, Región de Liguria, en el norte de Italia. Se llevaron a cabo cultivos en invernadero de albahaca, rúcula y
canónigos, así como cultivos en campo de romero, lechuga y repollo en las instalaciones del CERSAA. Cultivo en
campo de repollo también se llevó a cabo en una granja privada en Loano, Savona, Italia.
La Liguria occidental se caracteriza por una vegetación mediterránea húmeda mesotermófila; También se observa
con la elevación un aumento de vegetación subalpina y de montaña. La zona que rodea Albenga se caracteriza por
un paisaje típico de Liguria, con la mayor parte de la tierra cubierta por cultivos intensivos (viñedos, frutales,
olivares y cultivos hortícolas). El cultivo del olivo se ha desarrollado desde el año 2002 debido a la correspondiente
política de la Región en materia de desarrollo de los olivares y almazaras. En la provincia de Savona unas 30
almazaras están activas mientras que las prácticas de gestión de residuos de almazara comprenden: a) eliminación
en suelo, b) la utilización de los sistemas colectores de aguas residuales y c) el compostaje y la utilización para la
generación de calor.
Localización del área
de demostración en
Italia
Mapas geológicos de las áreas de demostración en España e Italia (de izquierda a derecha) realizados por TUC usando ArcGIS
10.1
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LIFE10 ENV/GR/594
Prácticas de cultivo alternativas
España
Italia
El efecto de diferentes tratamientos de fertilización
(fertilizante orgánico, mineral y su combinación) sobre el
crecimiento de tomate y lechuga en invernadero en el
CEBAS-CSIC se han evaluado en dos períodos de cosecha
sucesivos. Las plantas han sido cultivadas en
contenedores apropiados usando suelo arcilloso del
sureste de España. Se utilizaron dos RA, compost
producido a partir de estiércol de oveja y de cabra y
compost de una mezcla de estiércol, alperujo y podas de
olivo. El efecto de la fertilización orgánica e inorgánica
combinada sobre el crecimiento del cultivo (cebada y
trigo) en campo también ha sido evaluado. Los cereales
han sido cultivados y tratados con fertilizantes NPK y
compost seleccionados en dos dosis de aplicación
diferentes.
Cultivos de diferentes verduras y plantas aromáticas
(lechuga, berro, canónigos, albahaca, romero y col)
han sido implementados en invernadero y en campo
abierto. Los experimentos se llevaron a cabo en las
instalaciones del CERSAA en dos períodos de cultivo
sucesivos. Han sido seleccionados dos tipos de
compost producidos a partir de residuos de almazara,
producidos en el proyecto LIFE05 ENV / IT / 845
"Tirsav plus" (www.tirsavplus.eu), y utilizados como
fertilizantes en suelos franco limosos. Tres
tratamientos se llevaron a cabo que consistieron: i)
mezcla de suelo y compost (5, 10, 20% v/v), ii) mezcla
de suelo y zeolita (3% p/p) y iii) mezcla del suelo con
compost (5, 10, 20 % v/v) y zeolita (3% p/p).
Las prácticas agrícolas que se realizaron en experimentos de invernadero y en campo han demostrado que los RA
se puede utilizar, a dosis adecuadas, solos o en combinación con fertilizantes inorgánicos, como una buena
alternativa a la fertilización inorgánica de cultivos de hortícolas y de cereales, mejorando las características del
suelo y dando un rendimiento y la calidad de la cosecha similar a la fertilización inorgánica convencional. La
adición del compost aumentó el nivel de carbono orgánico, la porosidad y el contenido de sustancias húmicas y
ácidos húmicos en los suelos. Sin embargo, la idoneidad del RA como enmienda del suelo debe ser considerada
después de una cuidadosa caracterización de RA y la evaluación de sus posibles efectos fitotóxicos en los cultivos.
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LIFE10 ENV/GR/594
Análisis de riesgos
La evaluación de la vulnerabilidad de acuíferos es una tarea muy importante, especialmente en las zonas agrícolas,
porque la calidad y disponibilidad de agua subterránea afecta tanto a la sostenibilidad de la agricultura como a
nuestra calidad de vida. En el marco del Wastereuse, se siguió un enfoque específico considerando los métodos del
modelo DRASTIC y el índice de susceptibilidad (SI) en un entorno SIG, para evaluar la vulnerabilidad de las aguas
subterráneas en las áreas estudiadas. El potencial de contaminación se clasifica en cinco categorías de riesgo que
van desde "ningún riesgo" a "muy alto riesgo". Altos grados de contaminación potencial se indican en los siguientes
mapas por el cambio de color verde a rojo. El análisis de riesgo de las aguas subterráneas se validó con datos de
calidad del agua subterránea disponible, incluyendo la concentración de nitratos, obtenidos de las agencias públicas
/ gubernamentales españolas e italianas. Los resultados muestran una alta correlación entre los índices y las
concentraciones reales de nitratos en las dos áreas de demostración que indican que ambos métodos se caracterizan
por una muy buena precisión.
Los mapas de vulnerabilidad producidas indican que:
a) En Barrax, áreas cubiertas principalmente por formaciones de piedra caliza se caracterizan por un riesgo de nivel
"bajo" a "medio", mientras que el mayor riesgo se muestra en el centro y los bordes (noroeste-sureste) de la zona de
estudio.
b) Las principales partes de la zona de estudio de Albenga, a lo largo de la costa y en la parte media (alrededor del
55% y el 50% de la superficie total, respectivamente), se caracterizan por un riesgo'' alto '' a '' muy alto ''. Los niveles
altos y muy altos de nitratos en las aguas subterráneas en Barrax y Albenga, respectivamente, se pueden atribuir a
las actividades agrícolas extensivas y al uso intensivo de fertilizantes nitrogenados, tomando también en
consideración la alta conductividad hidráulica del suelo superficial.
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LIFE10 ENV/GR/594
Analisis del ciclo de vida
Se realizó un estudio del ACV con respecto al cultivo de cebada y lechuga en España (áreas de Barrax y Santomera)
e Italia (área de Albenga) en cultivos tanto en campo como en invernadero con el fin de evaluar el consumo
energético y el impacto ambiental. Se creó un directorio detallado del ciclo de vida, basado en datos
experimentales específicos del lugar, y se utiliza para un análisis integral de del ACV mediante el software GaBi 6 y
bases de datos relacionadas específicos.
A través de cinco indicadores ambientales y uno energético (PA: potenciales de acidificación, PE: potenciales
eutrofización, PCG: potencial de calentamiento global, PAO: potenciales de agotamiento de ozono, POF: potencial
de oxidación fotoquímica y DEA: la demanda de energía acumulada), las actividades con impactos ambientales
elevados han sido identificados dentro de las fases del ciclo de vida estudiadas tales como la producción y la
gestión de residuos agrícolas, la aplicación RA al suelo y las prácticas de cultivo. La contribución de las fases
consideradas, como la producción de compost y riego, a los impactos ambientales acumulativos de cultivos en
campo abierto e invernadero se presentan en las figuras siguientes.
Los resultados obtenidos muestran que el uso de compost para la fertilización de ambos cultivos se considera
como una buena estrategia agronómica y ecológica con el fin de mantener la productividad en términos de
rendimiento, especialmente en el caso de los cultivos de invernadero y mejorar la sostenibilidad global en el sector
agrícola. Los impactos fueron diferentes para los cultivos en campo, ya que se investigaron diferentes cultivos,
mientras que los cultivos en invernadero de lechuga mostraron resultados muy similares en ambas areas de
cultivo. Impactos más altos se han calculado en los cultivos en campo en comparación con los cultivos de
invernadero. La fase de producción de compost (CP), la sub-fase del sistema de riego (IS) y la fase de efecto
invernadero (GP) fueron las tres fases / sub-fases con los aportes de energía y de mayor impacto en cada categoría
de impacto en los cuatro casos de cultivo.
Contribución de cada fase del cultivo a cada categoría de impacto para el cultivo de cebada en campo
(izquierda) y de lechuga en invernadero (derecha) en España.
Contribución de cada fase del cultivo a cada categoría de impacto para el cultivo de lechuga tanto en
campo (izquierda) como en invernadero (derecha) en Italia.
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LIFE10 ENV/GR/594
Evaluación económico-técnica
• Se ha realizado una evaluación económico-técnica y ambiental integrada de 8 escenarios de cultivo
implementados en las zonas de demostración en ambos países. Los métodos de Balance Energético (BE) y el
Análisis Costo-Beneficio (ACB) se utilizaron para evaluar la sostenibilidad económica y técnica /ambiental de los
principales procesos considerados.
• Se evaluaron diez indicadores ambientales / técnicos y ocho económicos.
• Prácticas de fertilización usando RA tratados en combinación con fertilizantes convencionales eran analizadas y
comparadas con las que usan exclusivamente fertilizantes químicos convencionales.
•
Los resultados revelaron altos
requerimientos de energía para todos
los cultivos orgánicos estudiados, en
comparación con los convencionales.
• Se han demostrado ventajas en
términos de rentabilidad de los sistemas
de cultivo orgánico considerando el
retorno bruto y neto, el costo total de
producción por kg de cultivo, la relación
coste-beneficio y la productividad.
• Los resultados de este estudio pueden
ser extendidos a cultivos hortícolas /
cerealistas en campo y en invernadero
en otros países mediterráneos.
Conclusiones
• Las herramientas para la gestión ambiental, incluyendo el ACV y el análisis de riesgo, pueden evaluar la
sostenibilidad de la agricultura, el desarrollo de prácticas de cultivo alternativas y compatibles con el medio
ambiente, la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y la minimización de fitotoxicidad y de
la contaminación de suelos y aguas.
• El enfoque DRASTIC fue considerado en WASTEREUSE para evaluar el riesgo en las áreas de estudio de España
e Italia. Los niveles altos y muy altos de nitratos en las aguas subterráneas de las áreas de demostración en
Barrax y Albenga, respectivamente, se pueden atribuir a las actividades agrícolas extensivos y el uso intensivo
de fertilizantes nitrogenados.
• Los mapas de vulnerabilidad de aguas subterráneas, como los creados en este estudio, también son útiles para
los responsables políticos durante la implementación y priorización de las políticas de protección y gestión de
las aguas subterráneas, especialmente en las zonas donde se llevan a cabo las actividades agrícolas intensivas
(principalmente invernaderos).
• El ACV se llevó a cabo teniendo en cuenta todos los procesos implementados en España e Italia. Las categorías
de impacto ambiental difieren entre los cultivos en campo en cada país, mientras que para los cultivos de
invernadero de lechuga se obtienen resultados muy similares para ambas áreas de demostración.
• Con el uso de cinco indicadores ambientales, así como uno indicador energético, fue posible identificar las
actividades que causan los impactos más altos entre y dentro de las fases del ciclo de vida estudiadas, tales
como la producción y gestión de residuos agrícola, la aplicación de compost en el suelo y las prácticas de cultivo
aplicadas.
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