foro de economía verde y agua definiciones (en el mundo la agricultura usa el 70 % de agua y en las...
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LA HUELLA HIDRICA UNA APROXIMACIÓN A SU CONOCIMIENTO EN VID.
COMPARACIÓN CON LA EFICIENCIA DE USO DEL AGUA
SEGÚN DISTINTOS MÉTODOS DE RIEGO EN MENDOZA
Ing. Agr. José A. Morábito
www.waterfootprint.org
FACULTAD DE CIENCIAS ECONÓMICAS
22 Y 23 DE AGOSTO DE 2012 - MENDOZA – ARGENTINA
SRIIRU: SECRETARÍA DE RELACIONES INTERNACIONALES E
INTEGRACIÓN REGIONAL UNIVERSITARIA
Foro de Economía Verde y Agua
HH: volumen total de agua dulce que se utiliza para producir los bienes y servicios consumidos por el individuo o la comunidad o producidos por la empresa (Hoekstra and Chapagain, 2007). ► Es el volumen de agua dulce sumado a lo largo de la cadena productiva. ► Implica una dimensión temporal y espacial. ► Tiene 3 componentes: Huella Hídrica verde (hhv), azul (hhaz), gris (hhgr).
Hhtot = hhv + hhaz + hhgr
La hhv: agua de lluvia almacenada en el suelo y evapotranspirada por las plantas
(no se considera a la que pasa a recargar las napas o se pierde por escurrimiento superficial).
La hhaz: agua de riego (de origen superficial o subterránea) evapotranspirada por
un cultivo y que no tiene retorno a la fuente de captación (por lo menos en el período en que se desarrolla dicho cultivo).
La hhgr: agua limpia para reducir/diluir la contaminación durante el ciclo del cultivo, a causa de la aplicación de fertilizantes (especialmente nitrogenados) y/o pesticidas
La Huella Hídrica: indicador global, directo
e indirecto, del uso de agua dulce.
El agua dulce es escasa (2,5 % del agua del
planeta). El 70 % está en forma de hielo y nieve.
Huella Hídrica: volumen de agua dulce utilizado
directa o indirectamente para producir bienes y
servicios (m3/año). Formas de presentar la
Huella Hídrica: a) En total y dividida en sus tres componentes; b) calculada para áreas concretas, como una
cuenca fluvial, y c) durante distintas épocas del año (Chapagain A.K.
y Tickner, 2011; Hoekstra y Mekonnen, 2012).
Huella Hídrica Verde ► Volumen de agua lluvia evapotranspirada. Huella Hídrica Azul ► Volumen de agua de riego (superficial y subterránea) evapotranspirada Huella Hídrica gris ► Volumen de agua dulce para diluir la contaminada
HUELLA HIDRICA DE UN PRODUCTO AGRICOLA
HUELLA HIDRICA DE UNA NACION Huella hídrica per cápita
0
500
1000
1500
2000
2500
3000C
hin
a
India
Japan
Pakis
tan
Indonesia
Bra
zil
Mexic
o
Russia
Nig
eri
a
Thaila
nd
Italy
US
A
Wa
ter
foo
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nt (m
3/c
ap
/yr)
Domestic water consumption Industrial goods Agricultural goods
ARGENTINA 1404
USO DOMESTICO USO INDUSTRIAL USO AGRICOLA
PROMEDIO MUNDIAL DE HH
[Hoekstra & Chapagain, 2008]
ALGUNAS DEFINICIONES (en el mundo la agricultura usa el 70 % de agua y en las zonas áridas + del 85 % )
Productividad del agua (water productivity, WP)
WP = producto / agua consumida= (evapo)transpirada (kg.m-3) Eficiencia de uso del agua (water use efficiency, WUE)
WUE = producto / (agua aplicada o disponible (kg.m-3 ó kg.kg-1) Agua virtual: agua utilizada en el proceso de producción de un bien cualquiera: agrícola, alimenticio, industrial (Allan, 2003).
Exportar un producto equivale a exportar el agua necesaria para producirlo (exportación de agua virtual).
Por lo tanto un país importador no necesita utilizar agua propia para obtener ese producto y puede dedicarla a otros fines, con mayor rendimiento económico y social
Resulta más fácil y más barato transportar 1.000 toneladas de trigo que 1.000.000 de metros cúbicos de agua para producirlo.
El comercio internacional de los países exportadores de alimentos básicos (maíz, soja y trigo) está basado en un 77% en el agua verde exportada (Aldaya et al. 2008).
T
E
ETc
COMPONENTES DEL BALANCE HIDRICO EN LA RIZOSFERA
ASCENSO FREATICO
AGUA SUBTERRÁNEA PERCOLACIÓN
RIEGO - LLUVIA
El agua en la planta
-Control de temperatura: transpiración representa 99% de agua usada por planta
-Órganos de la planta: 60% - 90% peso fresco es agua
-Fotosíntesis (prod. hidratos de carbono)
6 CO2 + 6 H2O + Luz = 6 O2 + C6 H12 O6
Respiración: produce energía a la planta. En la noche supera a la fotosíntesis
-Soporte estructural de la planta (turgencia en la células vivas)
-Transporte de gases, minerales y solutos
ETo = evapotranspiración de referencia (mm día-1) Rn = radiación neta en la superficie del cultivo (MJ m-2 día-1) G = flujo del calor de suelo (MJ m-2 día-1) T = temperatura media del aire a 2 m de altura (°C) u2 = velocidad del viento a 2 m de altura (m s-1) es = presión de vapor de saturación (kPa) ea = presión real de vapor (kPa) (es – ea) = déficit de presión de vapor (kPa) = pendiente de la curva de presión de vapor (kPa °C-1) = constante psicrométrica (kPa °C-1) 900 = coeficiente del cultivo de referencia [kJ-1 kg K] resultante de conversión de segundos
a días y de coeficientes derivados de substitución de variables , cp y ra. 0.34 = coeficiente de viento para el cultivo de referencia [kJ1 kg K], resultante de la relación
rs/ra (70/208 = 0.34). 0.408 = valor para 1/ considerando = 2.45 MJ kg-1
2
2n
U0.34 + 1 +
e - e U273 + T
900 + G - R 0.408
=
as
oET
Ecuación de FAO Penman-Monteith: estimación de la evapotranspiración del cultivo de referencia ETo
FAO - AquaCrop V.3.1 (Steduto et al., 2009). Desarrollado para cultivos anuales. Primera revisión del documento FAO-N° 33: Respuesta del Rendimiento al Agua de Cultivos (Doorenbos y Kasam, 1979). FAO-N° 66: Crop yield response to water (Steduto P., Hsiao T., Fereres E. & Raes D. 2012.
Salida de AquaCrop: biomasa y producción (forma numérica) y transpiración, desarrollo de canopia y balance hídrico del suelo (figuras).
biomasa producción evaporación transpiración infiltración drenaje.
HUELLA HÍDRICA DE LA VID PARA VINIFICAR J. Morábito, S. Salatino R. Hernández, M. Nuñez
Objetivo general:
- Obtención de las huellas hídricas verde, azul y gris para el cultivo vid destinada a vinificación. - Comparación con la EUA de cultivos regados por escurrimiento superficial y goteo, en Mendoza.
Específicos
-confrontar la HH calculada a nivel zonal (rendimientos medios, evapotranspiración media anual, ETc y pp efectiva media) con resultados de EUA de experiencias locales parcelarias
- contribuir a elaborar estrategias de manejo del recurso hídrico destinadas a mejorar los actuales rendimientos (kg de uva/m3 de agua aplicada) y a preservar la calidad del agua.
CUANTIFICACIÓN DE LA HH Y SUS COMPONENTES (Hoekstra & Chapagain, 2008)
• Vid cv. Malbec y Cereza • Datos meteorológicos del oasis norte de Mendoza (SMN) • Producción media de cada variedad (censo del INV) • Valores de Kc para vid según bibliografía • Cálculo de la Evapotranspiración CROPWAT • Cálculo de la precipitación efectiva CROPWAT • Escurrimiento superficial y percolación profunda
- Contaminación nitrogenada: fertilización promedio = 60 kg/ha de N2 y un límite de 10 mg L-1 en el agua de drenaje.
65 m3 / ton (Malbec) - 32 m3 / ton (Cereza)
- Contaminación por salinidad: considera Cea = 0,88 dSm-1 , CEe = 3,5 dSm-1
Riego superficial = 40 m3 / ton Malbec y 20 m3 / ton Cereza Riego localizado = 33 m3 / ton Malbec y 23 m3 / ton Cereza
RESULTADOS
73
757
830
65
895
37
378 415
32
447
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
verde azul suma gris total
HH
(m
3.t
on
-1 =
L.k
g-1
)
HUELLA HÍDRICA DE LA VID Y SUS COMPONENTES
Malbec
Cereza
CUANTIFICACIÓN DE LA EUA y SUS DOS COMPONENTES • Revisión bibliográfica de ensayos experimentales en Mendoza • Se contabilizo:
• variedad de uva • lluvia caída • método de riego (superficial / goteo) • producción obtenida
• No se consideró el agua gris
255
1026
1281
112
587
699
56
293 298
158
350
507
140
418
558
144
535
669
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
verde azul suma
EU
A
(m3
.to
n-1
= L
.kg
-1)
EUA PARA DISTINTAS VARIEDADES DE UVA REGADAS POR SUPERFICIE Y SUS COMPONENTES
San Giovese Malbec Cereza Tempranillo Carignan Media
RESULTADOS
Ref.: (3) Vallone, 1998; (4) Oriolani, 1970; (5) Oriolani y Bagini, 1975; (6-7) Oriolani et al, 1979
Ref.: (1) Oriolani M. y R. Bagini (1975); (2) Perez Peña (2000)
81
251
331
83
188
269
82
220
300
0
50
100
150
200
250
300
350
verde azul suma
EU
A
(m3
.to
n-1
= L
.kg
-1)
EUA PARA DISTINTAS VARIEDADES DE UVA REGADAS POR GOTEO
Malbec Cereza Promedio
RESULTADOS
CONCLUSIONES DEL TRABAJO
- Los valores de HH obtenidos a nivel zonal (Malbec: 830 - 895 L/kg y Cereza: 415 - 447 L/kg) se aproximan a los obtenidos por otros autores, no obstante ello hay que ajustar los valores de Kc.
608 L/kg de uva media mundial (Mekonnen and Hoekstra, 2010)
458 L/kg de uva Argentina-Mza. (Mekonnen and Hoekstra, 2010)
- Los valores de HH dependen mucho de la variedad cultivada
- Factores productivos ajustados alta producción baja HH
-Los valores de EUA obtenidos a nivel parcelario en Mendoza son altos en riego por escurrimiento superficial y próximos a los internacionales en riego por goteo.
-Los valores de EUA obtenidos a nivel parcelario en Mendoza tienen una gran dispersión (entre variedades y métodos de riego). Riego superficial: 669 L/kg (1281 – 298). Riego por goteo: 300 L/kg (331 – 269)
-La EUA en vid regada por goteo representa el 45% respecto a la regada por riego superficial (300/669 L/kg). Doble acción: aumento de producción y ahorro de agua
-Cuando se calcula la EUA, la lluvia podría estar siendo sobrevalorada (20 % del total de agua utilizada)
RESUMIENDO LA HH
La huella hidrológica de un país permite ajustar la asignación de los recursos hídricos a las distintas demandas ya que proporciona un marco general de datos hidrológicos, ecológicos y económicos.
El mejor conocimiento de la huella hidrológica puede ser un instrumento para conseguir un cambio en la asignación de los recursos hídricos en los diferentes países.
El conocimiento del agua virtual y la huella hidrológica contribuyen a una gestión integrada del agua pues tienen en cuenta conjuntamente las aguas superficiales y subterráneas, la contaminación así como la política de importaciones y exportaciones (colab. entre Minist. Agricultura y Ambiente)
Desde una perspectiva mundial, parece claro que el actual problema de la seguridad hídrica y alimentaria está directamente vinculado con la capacidad de respuesta que se pueda lograr para asegurar un consumo responsable y una producción sostenible .
MUCHAS GRACIAS