Evaluación
emergy y LCA en la agroindustria azucarera de Veracruz, México
Emergy
and LCA evaluation of sugar industry in Veracruz, Mexico
Dr.C. Noé
Aguilar-Rivera, Ms.C. Jorge Alejandre-Rosas, Rubén Espinosa-López
Universidad Veracruzana, Facultad de Ciencias Biológicas y Agropecuarias,
km. 1 carretera Peñuela-Amatlán S/N. C.P. 94945, Córdoba
Veracruz México.
RESUMEN
La agroindustria
azucarera de Veracruz, México participa con el 37,3 % de la producción
nacional de azúcar e integra actividades agrícolas, de cosecha
y de transporte de caña de azúcar con la producción industrial
en ingenios azucareros. Sin embargo, enfrenta retos relacionados con la caída
de la productividad agrícola derivados de las prácticas convencionales
de manejo del cultivo, el cambio climático y otros aspectos socioeconómicos
que ponen en riesgo la reconversión de la agroindustria, por lo que requiere
metodologías multidisciplinarias de análisis para determinar puntos
críticos que amenazan la sostenibilidad ambiental y económica.
El objetivo de este trabajo fue evaluar la producción de caña
de azúcar en las zonas de abastecimiento de los ingenios de Veracruz,
México por el análisis eMergy y LCA mediante el análisis
de los insumos naturales y no renovables por hectárea de caña
de azúcar. Se determinó que la carga ambiental y económica
del sistema cañero veracruzano es elevada en la demanda de fertilización
nitrogenada y fosfórica con un porcentaje de 27,2 %, mano de obra 12,1
% y servicios 40,78 % del total. Posteriormente, el 19,92 % corresponde en orden
de importancia a combustibles y operación de maquinaria agrícola
en la etapa de siembra y manejo, pesticidas y fertilización potásica
y las etapas de cosecha y transporte que son las más significativas al
totalizar el 64,65 % de emisiones de CO2, lo que establece la necesidad de reestructurar
el campo cañero veracruzano para disminuir costos de producción
y la carga ambiental para incrementar la rentabilidad.
Palabras
clave: azúcar, productividad
del suelo, rentabilidad, fertilización, maquinaria agrícola.
ABSTRACT
The sugar industry
in Veracruz Mexico participates with 37,3 % of the national production of sucrose
and integrates agricultural activities as growing, harvesting and transportation
of sugarcane with industrial production in sugar mills. However, it faces challenges
related to the fall in agricultural productivity practices derived from conventional
crop management, the climate change and other socio-economic issues that threaten
the conversion and diversification of sugar industry. So it requires innovative
methodologies of analysis to determine critical points that threaten the environmental
and economic sustainability. The goal of this term paper was to evaluate the
production of the sugarcane in the supply areas of Veracruz Mexico by emergy
analysis and LCA by analyzing several non-renewable and natural inputs related
to the production of sugarcane per hectare. It was determined that the environmental
and economic inputs for sugarcane system in Veracruz demand is high for nitrogen
and phosphate fertilizer with a percentage of 27,2 %, labor 12,1 % and services
40,78 % of the total. The remaining 19,92 % is in order of the importance to
fuels and operation of agricultural machinery in the process of planting and
management, pesticides and potassium fertilization, and the stage of harvesting
and transportation are the most significant with 64,65 % of total CO2
emissions which establishes the need of restructuring the sugarcane crops field
to reduce production costs and environmental impacts to increase profitability.
Key words:
sugar, soil productivity, rofitability, fertilization, agricultural machinery.
INTRODUCCIÓN
La agroindustria
azucarera, como sistema socio-ecológico, es una de las empresas más
importantes en el mundo, de alto impacto social, económico y espacial
por la obtención de un producto básico para la alimentación
humana de alta calidad y pureza, además de la diversificación
del uso de la caña de azúcar y subproductos de procesamiento como
biorefinerias y por su contribución con la generación de empleo
especialmente en áreas rurales, con el desarrollo sostenible y las economías
nacionales. Sin embargo, el aumento progresivo de los costos de producción
de campo, cosecha y fabricación de azúcar en el sector azucarero,
los retos de competitividad global, regional y local (productividad, diversificación,
innovaciones, gestión, servicios ambientales, I+D+I etc.), el necesario
desarrollo de proyectos de biorefinerias, diversificación y reconversión
productiva en centrales o ingenios azucareros, destilerías y unidades
de producción cañera y los impactos ambientales en suelo, aire
y agua de esta agroindustria, hacen necesaria la búsqueda de nuevas alternativas
de producción eficaz, de nuevo conocimiento y el desarrollo de nuevas
tecnologías que contribuyan significativamente a su sostenibilidad, las
cuales incluyan el establecimiento de nuevos sistemas de producción de
caña de azúcar y nuevos enfoques de estructura organizacional
y análisis del sector para la formulación de alternativas de acción
a mediano y largo plazos y políticas públicas diferenciadas (1)
(Figura 1).
En este sentido, el cultivo es atractivo desde el punto de vista de las potencialidades
de obtención de energía eléctrica, alimentos, biocombustibles
y productos químicos, derivados de manera renovable a través del
azúcar, etanol y la cogeneración eléctrica, debido a la
alta eficiencia de esta gramínea C4 en la producción de biomasa,
a partir de la energía solar. Sin embargo, la productividad primaria
de la materia prima caña de azúcar (Saccharum spp.) está
restringida por múltiples factores ambientales y socioeconómicos
y en este caso, las metodologías convencionales de análisis de
sostenibilidad de la economía neo clásica con sus resultados obtenidos,
no han logrado alcanzar la productividad potencial (>150 t ha-1),
es decir, la investigación sobre la interacción de estos efectos
multicausales son aún precarios en las regiones cañeras de México,
por lo tanto la determinación de puntos críticos del sistema agroindustrial
es fundamental para tomar decisiones en el corto y mediano plazo.
En este sentido, los sistemas agrícolas en general, así como la
caña de azúcar, en lo particular, dependen de las aportaciones
de la naturaleza (precipitación, suelo, radiación, vientos, etc.)
y de la economía de la agricultura intensiva (insumos como agroquímicos,
mano de obra, maquinaria agrícola, combustibles y otros) por lo general,
de alta calidad, importados y no renovables, por lo tanto, es necesario para
tener en cuenta, la necesidad de instrumentos metodológicos de comparación
de los recursos e insumos de los diferentes sistemas agrícolas, para
tener una visión holística e integradora de los insumos aplicados
y los factores limitantes de gran dispersión espacial e impacto (sociales,
culturales, económicos, energéticos, biológicos, climáticos,
geofísicos) (2, 3, 4, 5).
Así un paso fundamental para maximizar las oportunidades y las ventajas
comparativas y competitivas regionales basadas en la diversificación
o reconversión productiva, es dar seguimiento a los procedimientos de
evaluación como instrumentos decisivos para la toma de decisiones. En
este sentido, la Economía Ecológica es una ciencia que usa la
Teoría General de Sistemas, la Ecología Sistémica, y la
Termodinámica de los Sistemas Abiertos para analizar la realidad, explicitar
su complejidad y mostrar su dinámica a través de diversas metodologías
como Emergy o síntesis emergética, análisis de ciclo de
vida (LCA) y Evaluación Multicriterio (EMC) entre otros.
En la agroindustria azucarera, el objetivo de estas metodologías de gestión
ambiental es analizar la producción de caña de azúcar con
criterios energéticos para identificar sistemas más sustentables
con menos insumos y emisiones, identificando oportunidades en las etapas de
plantación, cultivo, cosecha y transporte en caña planta, soca
y resoca, cultivo, cosecha y transporte, así mismo llevando a cabo un
inventario de insumos energéticos usados, convertidos a su equivalente
en energía y valores de eficiencia energética, comparando sistemas
de tipo tradicional (cosecha integral con quema, plantación manual y
uso de agroquímicos), de caña verde (cosecha integral sin quema,
plantación manual, uso de rastrojos para cobertura y biofertilizantes),
energético (cosecha integral sin quema, plantación mecánica
y uso de cachaza y biofertilizantes) y ecológico para la producción
de panela y otros derivados (6).
La síntesis emergética o eMergy, se fundamenta en el estudio de
los flujos biogeofísicos y socio-económicos de materia y energía
que se intercambian entre los elementos constituyentes de los sistemas socio-ecológicos
bajo una misma base (7, 8). Es decir, el término EMergía
se define como la cantidad de energía que ha sido empleada de forma directa
o indirecta en la generación de un determinado bien o servicio con el
objetivo de analizar las diferentes contribuciones de flujos energéticos
(naturaleza y economía) bajo una unidad común el emjoule solar
(seJ).
La Intensidad Emergética equivale al valor real del producto, o sea,
toda la emergía utilizada en la producción de una determinada
cantidad del producto.
Existen tres principales tipos de Intensidad Emergética: Transformidad
(en seJ J-1), Emergía Específica (en seJ g-1)
y Emergía por Unidad Monetaria (en seJ $-1). La transformidad
de un producto mide la calidad de energía y su posición jerárquica
en la energía universal, la cual se obtiene a partir de la suma de todas
las entradas de emergía solar del proceso (en seJ) y se divide por la
energía proveniente del producto final (en J).
Cuanto mayor sea el número de transformaciones de energía necesaria
para la elaboración de un producto o la ejecución de un proceso,
mayor será el valor de su transformidad, siendo mayor también
la importancia del recurso para los ecosistemas y para los seres humanos (9).
Este abordaje posibilita visualizar y cuantificar de forma dinámica los
flujos de los recursos naturales, servicios ambientales provenientes de la naturaleza
y de los impactos de actividades antrópicas, permitiendo la comprensión
de los límites en cada ecosistema y el establecimiento de metas y objetivos
para garantizar la capacidad de soporte, es decir, determina la sustentabilidad
de los sistemas (Figura
2).
Para caña de azúcar, los estudios de análisis emergéticosB,
C(11, 12, 16) se han enfocado en su mayoría a la producción de
etanol con el sistema agrícola convencional.
Análisis de ciclo de vida (LCA)
Diversas metodologías han sido desarrolladas en el área de gestión
ambiental, como el concepto de ciclo de vida (LCA) que involucra el análisis,
documentación y cuantificación de las cargas ambientales de la
vida completa de un producto y su servicio asociado. La metodología LCA,
además de permitir un seguimiento sobre cada uno de los pasos del proceso
de producción de caña de azúcar y sus derivados determina
cuáles son los impactos más significativos para cuantificar y
les asigna un ecopuntaje (huella ecológica); por lo tanto, LCA proporciona
una evaluación holística e integral del impacto ambiental de bienes,
procesos y productos, considerando las emisiones gases de efecto invernadero,
potencial de acidificación, eutrofización equivalente por tonelada
de caña, para identificar los puntos críticos del sistema y en
el caso particular de la agroindustria azucarera, con fines de diversificación
productiva y transición a biorefinerías (13, 14, 15, 16, 17, 18,
19).
Agroindustria azucarera de Veracruz, México
La agroindustria azucarera de Veracruz, México, integra actividades agrícolas
de crecimiento, cosecha y transporte de caña de azúcar con la
producción industrial en ingenios azucareros. Sin embargo, enfrenta retos
relacionados con la caída de la productividad agrícola derivados
de las prácticas convencionales de manejo del cultivo, el cambio climático
y otros aspectos socioeconómicos que ponen en riesgo la seguridad alimentaria
y la reconversión de la agroindustria en biorefinerias, en relación
a este carbohidrato básico para la población.
En la zafra 2013/2014, constituye el principal cultivo perenne y agroindustrial
del estado y aporta el 37,7 % (20,506,054 t) del total nacional de la producción
de caña de azúcar, 40,7 % de la superficie cosechada (322,324
ha) y 37,3 % (2,244,154 t) del azúcar producido a nivel nacional en la
última década; con un rendimiento de campo de 63,56 t ha-1.
Se localiza en 173 municipios y 50,596 unidades de producción que constituyen
22 zonas de abasto cañero para ingenios azucareros y trapiches piloncilleros
del estado de Veracruz, y municipios vecinos de San Luis Potosí y Oaxaca
(Figura 3); sin embargo,
a nivel nacional en la década actual presentó una productividad
de media a baja (Tabla I).
Es decir, para el éxito de la reconversión a biorefinerias en
Veracruz México, es necesario tomar como punto de partida el sector primario
de la producción; es decir, el campo cañero, donde la problemática
del sector rural en la agroindustria de la caña de azúcar de forma
genérica, presenta un fenómeno que, entre otras cosas, muestra
los siguientes rasgos: bajos ingresos y rendimientos por unidad de producción;
fertilización deficiente; agricultores cañeros de unidades productores
pequeñas (3 ha/productor); resistencia al cambio tecnológico,
consecuencia de sus valores culturales y creencias; relaciones sociales; falta
de aplicación de reglamentos y normatividad fitosanitarios, así
como la forma de organización que determinan la presencia del círculo
vicioso de bajos rendimientos - bajos ingresos –pobreza – marginación
social, económica, ambiental y política. El objetivo del presente
trabajo fue evaluar la aplicación de metodologías de gestión
ambiental y economía ecológica: eMergy y ciclo de vida (LCA) para
el análisis de la sostenibilidad de zonas productoras de caña
de azúcar en el estado de Veracruz.
MATERIALES
Y MÉTODOS
La zona de estudio
se localiza en las 22 zonas de abasto cañero de Veracruz México
(El Potrero, El Modelo, Providencia, Tres Valles, Zapoapita, La Gloria, Central
Motzorongo, El Higo, Mahuixtlan, Central Progreso, Constancia, San Miguelito,
San Nicolás, San Cristóbal, San José de Abajo, San Pedro,
El Carmen, Cuatotolapam, Nuevo San Francisco, Independencia, La Concepción
y San Gabriel), donde el clima es semicálido húmedo, con temperatura
media anual de 25 ºC. La precipitación pluvial media anual presenta
un gradiente entre 1,200 y 2,000 mm. La humedad se distribuye principalmente
durante el verano. El período de lluvias inicia a partir de mayo y termina
en octubre. El mayor volumen pluvial se capta entre junio y septiembre, donde
el mes de agosto es el que presenta la mayor precipitación.
Para el análisis emergético de la zona cañera de Veracruz,
México, es decir, el inventario de entradas y salidas o estado e intercambio
de materiales y energía, en cada una de las actividades de la producción
de caña de azúcar, se basó en un rendimiento de 65 t ha-1
promedio de las últimas cinco zafras y se recopilaron datos de manejo
convencional en el sistema de temporal (secano), cañero, ciclo soca,
obtenidos en el Manual Azucarero Mexicano de las zafras 2005 a 2012.
Se utilizó la metodología eMergética aplicada en caña
de azúcar y que consistió en la recopilación de la información
de las zonas de abasto cañero y las transformidades para caña
de azúcar; de recursos renovables (luz solar, lluvia,) y no-renovables
(suelo erosionado), recursos adquiridos (combustibles, agroquímicos y
la mano de obra para la producción, labores anuales realizadas por el
agricultor), los rendimientos e ingresos anuales de los sistemas de producción;
datos de precipitación y del suelo erosionado por año basados
en el muestreo georeferenciado de suelos de acuerdo con la Norma Oficial Mexicana
que establece las especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación
de suelos. Estudios, muestreo y análisis (NOM-021-RECNAT-2000), reportado
por el Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera y el Estudio
de Caracterización de Zonas Potenciales de Mecanización en las
Zonas de Abasto Cañeras de Colegio de Postgraduados-SAGARPA y las estadísticas
de producción cañeraE.
Elaboración del diagrama del sistema emergético o modelado del
sistema socio-ecológico, como la representación, a través
de diagramas de flujos de materia y energía, utilizando la simbología
energética de la interacción entre las fuentes externas e internas
del sistema, y los sistemas ecológicos y socio-económicos, así
como los flujos de salida del sistema y la retroalimentación, así
como otros flujos que constituyen los factores clave y limitantes como en caña
de azúcar en sus componentes, insumos e interacciones.
Cálculo de eMergía y las transformidades cuantificando las entradas
anuales de cada sistema, en las unidades básicas (J, horas) para obtener
los valores por año (J/año, h/año), los cuales se multiplicaron
por el valor de transformidad (en sej/J), dando como resultado el valor de eMergía
en julios de eMergía solar por año o sej/año.
Los insumos y productos fueron convertidos en unidades emergéticas (20).
Para normalizar los datos por superficie, se dividió el valor de sej/año
entre la superficie del sistema cañero veracruzano para obtener el valor
de eMergía en sej/ha por año. Se calcularon los totales de eMergía
para cada una de las secciones de recursos renovables y no-renovables, recursos
adquiridos (comprados) y recursos exportados.
Las ecuaciones (Tabla II)
e índices utilizados fueron:
• Transformidad (Tr) es la relación entre la emergía total que
ingresa en el sistema (Y) y la emergía de los productos que salen (Ep),
su unidad es en seJ. Este índice revela una cualidad del sistema, cuanto
mayor Tr más emergía se requiere para generar productos. Puede
interpretarse como el valor inverso de la eficiencia de un agroecosistema. (Y)
emergía incorporada por el sistema y (E) energía del recurso.
• Renovabilidad (%R) es la relación entre las entradas renovables de
la naturaleza (R) y la emergía total que entra en el sistema (Y), se
expresa en por ciento.
• Razón de Rendimiento Emergético (EYR) es la relación
entre la emergía total que entra al sistema (Y) y la contribución
de la economía (F). Este índice es adimensional y permite conocer,
de manera general, el beneficio neto que el sistema ofrece a la economía
global.
• Razón de Inversión Emergética (EIR) es la relación
entre las contribución de la economía (F) y la naturaleza (I),
también es adimensional. Es un indicador para comprender la intensidad
de emergía “comprada” utilizada en los sistemas agroindustriales.
• Razón de Carga Ambiental (ELR) es la relación entre la suma
de los recursos no-renovables de la naturaleza (N) y los de la economía
(F) por los recursos renovables de la naturaleza (R), también es adimensional.
Cuando el valor del índice es alto, mayor será el impacto ambiental
del sistema. También indica que los costos de producción son más
altos, y por lo que su precio final se incrementara, haciendo que el producto
o zonas productoras sean menos competitivos en el mercado con una relación
de carga ambiental más baja (22).
Análisis de ciclo de vida
En este trabajo se empleó la metodología desarrollada por el panel
intergubernamental sobre cambio climático IPCC e impactos ambientales
y socioeconómicos asociadosF(17, 23, 24, 25), para el balance de emisiones
de gases de efecto invernadero (GEI´s o huella de carbono) en un ciclo
productivo promedio de cinco zafras (2007 a 2011) en la etapa de producción
de caña de azúcar planta y cuatro ciclos soca hasta la entrada
al ingenio azucarero (Figura
4), con estadísticas empleadas en el análisis emergético
de la zona cañera de Veracruz, México, considerando las etapas
de preparación del campo para el establecimiento del cultivo, siembra,
manejo y plantación, producción y transporte de insumos agrícolas,
cosecha y transporte de tallos al ingenio azucarero.
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN
En la Figura
5 se presenta el diagrama emergético donde se muestra el flujo de
las entradas y salidas del sistema del campo cañero en Veracruz México,
en donde el flujo demuestra cómo se incorporan en cada proceso insumos
de la naturaleza como la luz del sol, la lluvia y la materia prima, los cuales
son recursos renovables obtenidos localmente; y las entradas de la economía
(insumos) y la mano de obra, que son recursos importados no-renovables. También
se observan los dispositivos de almacenamiento de energía, como el suelo.
Las salidas de los sistemas se presentan como suelo erosionado, el cual se considera
como un recurso no-renovable, pérdida de energía (por entropía)
y en la producción de los sistemas (productos exportados) entre otros.
En la elaboración del diagrama de flujos se identificaron los principales
componentes y flujos de energía y capital, que representan la conformación
del sistema cañero, durante el período analizado (Tabla
III).
En la evaluación energética, llevada a cabo, se demuestra que
la carga ambiental del sistema cañero veracruzano ciclo soca, en sus
valores emergéticos, son elevados al tener una relación de insumos
no renovables/renovables de solo 7 %, sobre todo en la demanda de fertilización
nitrogenada y fosfórica con un valor de 429 y 217 E+13 sej/año
seguido de los valores de mano de obra con 289 E13 sej/año, y en los
costos en servicios 969 E+13 sej/año son extremadamente elevados, esto
hace que se refleje en los altos costos de producción de la caña
de azúcar en Veracruz México, como se observa en el valor de 13
en la relación de inversión, caso contrario a los pesticidas y
herbicidas, lo que establece un bajo combate químico a la fitosanidad
del cultivo, que afecta drásticamente la productividad del campo, donde
el rendimiento promedio actual (61,676 t ha-1) en la zafra 2011/2012
ha descendido 12,9 t caña ha-1 (16,9 %) desde la zafra 2000/2001
y se refleja en el incremento en la superficie necesaria para producir una tonelada
de azúcar al pasar de 241,256 a 271,884 ha (incremento de 30,628 ha)
y en la caída de la producción de azúcar y etanol que no
impacta consistentemente el balance local entre “oferta” y “demanda, lo que
significa que el sistema cañero presenta pérdida económica
y ambiental con Razón de Inversión Emergética (EIR) de
13, ya que un valor más bajo significa un mejor uso de los recursos renovables;
es decir, para Veracruz las zonas cañeras entregan más emergía
que el valor de la emergía recibida por el mercado y la naturaleza (presión
del sistema económico al medio ambiente a nivel local) y por lo tanto
es menos competitivo.
El agrosistema con un valor de índice de sostenibilidad energética
EIS muy inferior a 1 (0,08) y con ESR de 0,072 indica un alto nivel de consumo
de insumos de la economía (externos), mientras EIS valores superiores
a 1 indican sistemas con la contribución neta sin afectar en gran medida
el equilibrio del medio ambiente y aunque tiene una Razón de Rendimiento
Emergético EYR mayor que uno (1,07), indica su capacidad para proporcionar
energía neta a la economía, pero se produce en detrimento del
equilibrio ambiental, indicando un uso intensivo de insumos industriales, equipos
y, sobre todo, de los combustibles fósiles y, por tanto, bajos rendimientos.
Estos resultados son importantes cuando se comparan las opciones de biocombustibles.
Eso se explica en parte por la no contabilización de los recursos de
la naturaleza en Veracruz en esta relación con el mercado y oferta cañera
al considerar el sol, lluvia y evapotranspiración y otros servicios ambientales,
como ilimitados y gratuitos y se subestiman. Sin embargo, el valor de transformicidad
total 2,376 E+16 sej/J es mayor a los valores reportados en Brasil con 9,43
E+15 sej/J y 4,83 E+15 sej/J para sistemas agroecológico y convencional
y en Florida 1,11E+16 sej/J, lo que establece el uso no planificado de los recursos
naturales y de la economía con un valor de 13 en la relación insumos
externos/naturales (carga ambiental), a pesar del menor uso en Veracruz de maquinaria
agrícola y agroquímicos, que se refleja en el uso menor de combustibles,
pero un mayor empleo de mano de obra para la gestión del cultivo y cosecha,
trasporte al ingenio y servicios para producir una tonelada de caña de
azúcar (26).
Los indicadores de emergía LSR, LER y EER se utilizaron para evaluar
la intensidad y características de mano de obra utilizada en la agricultura
cañera. LSR es la relación de trabajo de mano de obra al total
de los servicios utilizados. El valor de 0,23 indica menor uso de mano de obra
por el sistema agroindustrial y, al mismo tiempo, mayor uso de servicios, ya
que se caracteriza por un uso intensivo de maquinaria y productos químicos
que reemplazan la mano de obra humana y las prácticas o labores culturales
de manejo del cultivo. La relación LER es la proporción de mano
de obra con el desempeño energético total del sistema cañero.
El valor 0,12 indica que la energía derivada del uso de la mano de obra
es elevado y debe optimizarse en relación al uso de maquinaria y servicios
actuales.
La relación entre los factores externos y el desempeño energético
ExER indica que el sistema agrícola cañero genera externalidades
negativas (0,41), ya que debe tender a cero para ser sustentable; es decir,
la producción de caña de azúcar en Veracruz México,
presenta en su variación temporal de los índices emergéticos,
un alto índice de carga ambiental (ELR), relación auto energética
(ESR) bajo y una baja relación de rendimiento de emergía (EYR),
lo que muestra una débil sostenibilidad, característica de agroecosistema
de profunda transición del tradicional intensivo en uso de mano de obra
a una agroindustria moderna, basada en el consumo de recursos no renovables
(21, 27, 28, 29).
Análisis de ciclo de vida
La metodología empleada presenta un balance global de emisiones en todas
las etapas del sistema cañero en Veracruz, México (Tabla
IV).
El análisis establece que la producción de caña en Veracruz
contribuye en gran medida a la captura de gases de efecto invernadero, debido
a que sus valores de emisiones de CO2 son inferiores a los reportados
por la literatura (30, 31, 32), esto se deriva de la menor superficie productiva
y menor uso de tecnología agrícola, principalmente en la plantación
y en la cosecha; sin embargo, en Veracruz las etapas de corte, cosecha y transporte
son las más significativas al totalizar el 64,65 % de emisiones en el
sistema tecnificado.
Las otras etapas no tienen una contribución significativa a los problemas
ambientales de la agroindustria, tan solo el suelo y los procesos biológicos
con 14,56 %; sin embargo, se requieren acciones diferenciadas para cada ingenio
para minimizar el impacto ambiental y transitar a la agricultura cañera
agroecológica, como son:
• Desarrollo de variedades por mejoramiento genético, cada una de ellas
específica para un tipo de suelo, y para determinadas condiciones climáticas
y la disponibilidad de agua para diversos ambientes productivos, además
de ser muy resistentes a las principales enfermedades y con escenarios de cambio
climático y el niño y la niña (ENSO), que atenderán
necesidades futuras, como producir alcohol a partir de la biomasa cañera.
• Incremento de la productividad en predios y zonas de abasto para cubrir las
necesidades de molienda de ingenios azucareros y tener excedentes para otras
producciones en las unidades productivas cañeras y otras empresas; es
decir, crecimiento vertical de la producción de caña de azúcar
(más producción en la misma área plantada).
• Siembra mecanizada para reducir el volumen necesario de semilla y los costos
de transporte y el consumo de combustibles fósiles y derivados del petróleo.
• En el área agrícola, incrementar la eficiencia de insumos, maquinaria
y mano de obra para producir más, con calidad y con el menor costo posible,
es decir, rediseñar y redimensionar campos cañeros.
• Fertirrigación, uso sostenible de agua y vinazas e incorporación
de buenas prácticas de manejo para ampliar la vida útil y productiva
del cañaveral.
• Favorecer el control de plagas, malezas y enfermedades del cultivo a través
de técnicas mecánicas y fitotécnicas, así como el
control biológico, con sus enemigos naturales, y el químico, con
insecticidas de baja toxicidad.
• Utilizar las técnicas de agricultura de precisión (Percepción
Remota, GPS y SIG) para determinar la aptitud de tierras al cultivo de caña
de azúcar; con esta información llevar a cabo adecuación
agroecológica de zonas de abasto, direccionar los sistemas de riego,
mecanización (sobre todo la cosecha), fertilizantes, usos de compostas
y abonos verdes, gestión de plagas y malezas con el uso de software especializado,
el control biológico, con sus enemigos naturales, y el químico,
con insecticidas de baja toxicidad; hacer extensivos los procesos gerenciales
que permitan a los agricultores cañeros incrementar la productividad
de materia prima con mayores ventajas relativas o, al menos, las menores desventajas
derivadas de los factores físicos (climáticos, edafológicos
y otros) y biológicos y las fuerzas económicas, que limitan las
posibilidades de las unidades productivas cañeras como empresa.
• Cosecha verde, mecanización, reducción de la compactación
del suelo, eliminar quema y requema, optimización del proceso de recolección
de la caña con la paja con centros de acopio y desarrollo de sistemas
de almacenamiento para el posterior uso de esta última como acolchado
para el control de plagas y malezas y en la industria como fuente de energía
como combustible rural o en la cogeneración o, incluso, en un futuro
próximo, la generación adicional de etanol, furfural o tableros.
• El empleo masivo de contenedores metálicos en la cosecha reduce el
impacto que ocasiona la tierra y demás materias extrañas en la
fábrica: desgate de molinos, bombas, ventiladores, y una drástica
reducción de pérdidas de POL en cachaza e indeterminadas.
• Incorporar al diagnóstico, gestión y gerenciamiento de la agroindustria
azucarera herramientas como análisis FODA, producción más
limpia (P+L), buenas prácticas de manejo (BPM), análisis de ciclo
de vida (LCA), huella ecológica o de carbono y de agua, eMergy, cartografía
participativa, plataformas de vigilancia y monitoreo, entre otros, en sinergia
a los métodos econométricos convencionales para establecer los
puntos críticos del sistema agroindustrial a escalas local, regional
y nacional, para la reducción de costos, recomendar tecnologías
diferenciadas y maximizar la rentabilidad.
• Mejorar la infraestructura logística en caminos, brechas, terracerías,
carreteras, así mismo incentivar el transporte de caña vía
ferrocarril para disminuir costos y renovar camiones de transporte.
• Reconversión a Ingenios sucroalcoholeros flexibles (producción
simultanea de diversos tipos de azucares como mascabado, refinado, blancos,
etc. y alcoholes como hidratado y anhidro, cogeneración eléctrica
y compostas para la horticultura) asociada en los ingenios que tengan potencial
y capacidad teniendo en cuenta la fuerte contracción de la demanda del
mercado, principalmente en el sector alimentos y refrescos, debido a la sustitución
de la sacarosa por fructosa de maíz y edulcorantes no calóricos,
mayormente de importación para ajustarse rápidamente a los cambios
de precios nacionales e internacionales.
• Implementar la cogeneración eléctrica (primeramente para autoabastecer
necesidades eléctrica-mecánica y térmica) en todos los
ingenios mediante la reconversión de calderas de combustóleo a
bagazo y residuos de cosecha y de baja a alta presión de trabajo para
abastecer las redes eléctricas locales de forma continua durante todo
el año y que los ingenios sean autosuficientes durante el periodo de
zafra.
CONCLUSIONES
• Los instrumentos
metodológicos evaluados permitieron describir con mayor precisión
la sostenibilidad de la agroindustria azucarera de Veracruz como sistema complejo
y establecen que esta debe hacer grandes retos en materia de protección
ambiental, productividad, diversificación productiva y competitividad
para reconvertirse en el mediano plazo, y debe llevar a cabo análisis
prospectivos por cada planta industrial para insertarse en nuevos esquemas productivos
empleando metodologías de gestión ambiental, como el análisis
de ciclo de vida (LCA), análisis exergético y energético,
huella ecológica y de agua, entre otros, junto a las convencionales abordajes
econométricos.
• En este trabajo se logró determinar con los diversos índices
emergéticos que la carga ambiental y económica del sistema cañero
veracruzano es elevada en la demanda de fertilización nitrogenada y fosfórica
con un porcentaje de 27,2 %, mano de obra 12,1 % y servicios 40,78 % del total.
El resto 19,92 % corresponde en orden de importancia a combustibles y operación
de maquinaria agrícola (tractores) en la etapa de siembra, pesticidas
y fertilización potásica, lo que es determinado, a su vez, por
el análisis de ciclo de vida LCA donde las etapas de corte, cosecha y
transporte son las más significativas al totalizar el 64,65 % de emisiones
de CO2. Se establece la necesidad de reestructurar y rediseñar
el campo cañero veracruzano para disminuir costos de producción
y la carga ambiental para incrementar la rentabilidad y competitividad.
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Recibido: 21 de
enero de 2014
Aceptado: 16 de diciembre de 2014
Dr.C.
Noé Aguilar-Rivera, Universidad Veracruzana, Facultad de
Ciencias Biológicas y Agropecuarias, km. 1 carretera Peñuela-Amatlán
S/N. C.P. 94945, Córdoba Veracruz México.
Email: naguilar@uv.mx