• Author / Uploaded
• mony.agonzalez

Citation preview

Análisis de Ciclo de Vida de un 1 kilogramo de Arroz producido en Campeche y empaquetado en Nuevo León Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Nuevo León, Nuevo León, México.

Resumen En el presente artículo acádemico se describen los resultados de un Análisis de Ciclo de Vida (ACV) considerando el proceso “de la cuna a la puerta”, evaluando las cargas ambientales (cambio climático) que surgen de la producción de 1 kilogramo de arroz empaquetado, identificando y cuantificando los insumos requeridos, para así mismo determinar el impacto que se genera y las emisiones que se emiten al entorno. Para llevar a cabo el presente análisis, se realizó una amplia investigación, teniendo en cuenta las diferentes etapas o módulos que se encuentran dentro del proceso; desde el sembrado (Módulo agrícola), y una vez obtenido el grano de arroz se transporta (Módulo de tranporte) a la industria, en donde se llevara a cabo el último módulo que es el Procesamiento del arroz, para su posterior venta. Palabras clave: Análisis de Ciclo de Vida (ACV) Emisiones Impacto ambiental Indicador de Cambio Climático

1. Introducción

Producción mundial de arroz

china ; 27% mexico ; 0.18; 0% india ; 21% otros; 52%

El arroz es uno de los cereales más valiosos a nivel mundial [1]. El arroz es uno de los alimentos que forman parte de la dieta básica del pueblo mexicano, ocupando el cuarto lugar en importancia, después del maíz, el frijol y el trigo, con un consumo aproximado de 9 kg/habitanteaño [2]. Es una especie perteneciente a la familia de las gramíneas cuyo fruto es comestible. Es una planta que puede llegar hasta 1.8 m de altura. Presenta un tallo en forma de caña, hueca por dentro, lo más significativo son

las espigas, formadas por una panícula caediza donde se encuentran las semillas o granos de arroz. El arroz es originario del continente asiático. Se han encontrado pruebas de su cultivo hace 7000 años en China, comenzó a cultivarse en zonas tropicales de Asia, y a partir de allí, consiguió adaptarse en diferentes zonas. El principal país productor del arroz a nivel mundial es China, junto con India producen el 50% de todo el arroz mundial. [3] China como principal productor mundial de arroz en el 2012 alcanzando una producción total de 213.9 millones de toneladas de este grano, siendo estas toneladas el 27% del arroz disponible en el mundo, mientras que en nuestro país solo se produjeron 178,787 toneladas de arroz, siendo así el 0.023% del arroz producido en el mundo.

Figura 1. Producción mundial del arroz. En el año 2015, la producción de arroz a nivel mundial fue de 478.14 millones de toneladas, teniendo en primer lugar a China con 145.77 millones de toneladas (30% de la producción total) y en segundo lugar a India con 100 millones de toneladas (20% de la producción total) de arroz en dicho año.

Producción nacional de arroz Veracruz ; 18% otros estados productores; 34% Nayarit ; 18% Michoacán ; 13% Campeche; 17%

En México, los estados más importantes para la producción de arroz son: Veracruz con 32,346 t de arroz, Nayarit con una producción de 32,260 t, Campeche 31,181 t, Michoacán con una producción de 2,234 t y el resto del país con un total de 61,055 t de arroz producido. [4] Figura 2. Producción del arroz a nivel nacional. Requerimientos del cultivo Para la siembra de arroz se utilizan suelos inundados, ya que ofrecen un ambiente único para el crecimiento y nutrición del arroz, la zona que rodea se caracteriza por la falta de oxígeno. [5] Las áreas con exceso de agua varían con la profundidad del agua: 



Las áreas de aguas profundas son aquellas en que la profundidad del agua está entre 150 y 400 cm y permanece en el campo por 3-4 meses. Las áreas inundadas incluyen áreas de aguas profundas marginales, áreas bajas y áreas cubiertas por las mareas marinas. El agua, con una profundidad de 150 cm, permanece en esas áreas por varios meses.

Para un buen establecimiento del cultivo de arroz es esencial tomar en cuenta la calidad de la semilla, densidad de siembra, preparación de la tierra, manejo de agua, estado nutricional del suelo, profundidad de siembra, entre otras. La planta de arroz requiere varios nutrientes esenciales para llegar a un óptimo rendimiento. Como el nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio, azufre, carbono, hidrógeno y oxígeno. El nitrógeno es el nutriente más importante del arroz. El macollaje, la elongación de los tallos y el crecimiento de las panojas son seriamente afectados por la deficiencia de nitrógeno. Como antes mencionado el arroz requiere de ambientes húmedos y cálidos, en donde diferentes plagas prosperan y dañan el cultivo. Más de 100 especies de insectos son consideradas plagas de arroz, de las cuales solo 20 tienen importancia económica. Por lo cual se utilizan plaguicidas para eliminarlas o disminuir el número de plagas. Todo este proceso de sembrado y cuidado del arroz, se realiza por temporadas, para satisfacer la demanda alimenticia. Por lo cual se requiere el doble de nutrientes (fertilizantes) y pesticidas. Y actualmente existen preocupaciones sobre dos temas relacionados con el arroz y el medio ambiente. En primer lugar, los cambios ambientales tales como el calentamiento global. En segundo lugar, los arrozales, especialmente aquellos inundados, fueron acusados de la liberación de grandes cantidades de metano y óxido nitroso, entre otros. Sin embargo, estudios científicos detallados han concluido que estas preocupaciones no son importantes. [6] Antes mencionado el arroz libera grandes cantidades de metano y óxido nitroso, junto con el dióxido de carbono son considerados los principales gases de efecto invernadero. Los cuales son gases integrantes de la atmósfera, de origen natural, que absorben y emiten radiación en determinadas longitudes de ondas del espectro de radiación infrarroja emitido por la superficie de la Tierra, la atmósfera y las nubes. [7] Pero al tratar de cumplir la demanda del arroz, estos gases ya dejan de generarse naturalmente y aumentan, conforme aumenta la producción del arroz. Investigando la importancia de dichos gases liberados del cultivo de arroz, se han reportado grandes cantidades de emisiones de metano siendo este un importante contribuidor del cambio climático, gracias a sus propiedades de gas de efecto invernadero que propicia el

calentamiento global, las emisiones oscilan los 60-100 millones de toneladas anuales de metano. [8] En el 2010 se reportó que las emisiones de metano llegaron a los 275 millones de toneladas metano de los cuales el 10% proviene de los cultivos de arroz. [9]

Figura 4. Distribución del Nitrógeno al fertilizar el cultivo de arroz. Por lo tanto se consideró realizar un Análisis de Ciclo de Vida (ACV) para el arroz. La cual es una herramienta, donde se lleva a cabo una metodología, que intenta identificar, cuantificar y caracterizar los diferentes impactos ambientales potenciales, asociados a cada una de las etapas del ciclo de vida de un producto. [10] 2. Metodología - Objetivo Para iniciar con el ACV, se determinó el objetivo de dicho análisis: Determinar el impacto ambiental que se produce con respecto al uso de recursos y las emisiones que se generan en la producción de 1 kg de arroz empaquetado, usando como herramienta el análisis de ciclo de vida.

Figura 3. Diagrama circular de emisiones mundiales de metano. Como este, hay muchos problemas que rodean los cultivos de arroz, otro de los más comunes es el rendimiento al momento de usar fertilizantes para maximizar la producción de arroz. En filipinas se reportó un rendimiento del 30% en la absorción de nitrógeno al fertilizar con urea, esto representa una pérdida muy importante de nitrógeno en el suelo, agua y aire que representan una carga ambiental importante considerando las grandes cantidades de fertilizantes por la gran producción para cubrir la demanda del mundo.

Para este análisis, se eligió el estado de Campeche para la investigación del proceso que se lleva a cabo para la siembra y cosecha del arroz, y tomando en cuenta el traslado del arroz desde Campeche a una industria, en la sede de este estudio que es Nuevo León.

- Unidad Funcional La unidad funcional está definida por la Norma ISO 14040 como la “cuantificación de la función de un sistema producto, servicio o actividad, que se utiliza como unidad de referencia en el estudio del ACV”. [11] Esto quiere decir que la unidad funcional es la unidad de referencia para la cual determinaremos el impacto ambiental que se genera dentro de la producción de arroz, haciendo que dicha unidad funcional, sea comparada con ACVs similares. En este análisis el producto de interés es el arroz, se estableció como unidad funcional: UF= 1 kilogramo de arroz producido en Campeche y empaquetado en Nuevo León Para un mayor entendimiento del análisis, se elaboró un diagrama del proceso:

Figura 5. Diagrama del proceso para el ACV del arroz Dentro de las fronteras principales se determinaron los siguientes módulos: - Agrícola: En este módulo se encuentra