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 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

tpri

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-CROPWAT 8.0: tabla de clima, ETo y de programación del riego

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

Evolución de paradigmas

"more crops per drop“ (más producción por gota)

"more crops and jobs per drop" (más producción y trabajo por gota)

"more cash and nature per drop“ (más dinero y cuidado de la naturaleza por gota)