Evaluación del impacto ambiental de la aplicación de fitosanitarios en el olivar

Equation Chapter 1 Section 1 Proyecto Fin de Carrera Ingeniería de las Tecnologías Industriales Evaluación del impacto ambiental de la aplicación de fitosanitarios en el olivar Dpto. Ingeniería Química y Ambiental Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Autor: Pablo Ignacio González del corral Martín Tutores: Bernabé Alonso Fariñas Ricardo Arjona Antolín Sevilla, 2021 iii Proyecto Fin de Carrera Ingeniería de las Tecnologías Industriales Evaluación del impacto ambiental de la aplicación de fitosanitarios en el olivar Autor: Pablo Ignacio González del Corral Martín Tutores: Bernabé Alonso Fariñas Profesor Contratado Doctor Ricardo Arjona Antolín Profesor Asociado Dpto. Ingeniería Química y Ambiental Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2021 v Proyecto Fin de Carrera: Evaluación del impacto ambiental de la aplicación de fitosanitarios en el olivar Autor: Pablo Ignacio González del Corral Martín Tutores: Bernabé Alonso Fariñas Ricardo Arjona Antolín El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2021 El Secretario del Tribunal vii A mi familia A mis compañeros ix Agradecimientos En primer lugar, quiero agradecer a mis tutores Bernabé y Ricardo por haber confiado en mí desde el principio y haberme guiado y ayudado a superar los problemas que han ido apareciendo durante la realización del trabajo. Agradecer también al equipo de Ec2ce por su tiempo y atención, en especial a Pedro, María y Miguel, quienes hasta el final han seguido el trabajo semana a semana y han facilitado los datos necesarios para desarrollar el proyecto. Por último, quiero agradecer a mi familia por haberme inculcado la inquietud de trabajar en intentar mejorar el sector agroalimentario. Pablo González del Corral Martín Sevilla, 2021 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 4-1. Inventario aplicación acetamiprid 17 Tabla 4-2. Inventario aplicación alfacipermetrin 18 Tabla 4-3. Inventario aplicación deltametrin 19 Tabla 4-4. Inventario aplicación lambdacihalotrin 20 Tabla 4-5. Inventario aplicación fosmet 21 Tabla 4-6. Inventario aplicación zetacipermetrin 22 Tabla 4-7. Impacto aplicación acetamiprid 23 Tabla 4-8. Impacto aplicación alfacipermetrin 24 Tabla 4-9. Impacto aplicación deltametrin 25 Tabla 4-10. Impacto aplicación lambdacihalotrin 26 Tabla 4-11. Impacto aplicación fosmet 27 Tabla 4-12. Impacto aplicación zetacipermetrin 28 Tabla 4-13. Impacto porcentual acetamiprid 29 Tabla 4-14. Impacto porcentual alfacipermetrin 30 Tabla 4-15. Impacto porcentual deltametrin 31 Tabla 4-16. Impacto porcentual lambdacihalotrin 32 Tabla 4-17. Impacto porcentual fosmet 33 Tabla 4-18. Impacto porcentual zetacipermetrin 34 Tabla 4-19. Inventario libre emisiones diesel 35 Tabla 0-1. Categorías de impacto del EF 3.0 method 39 Tabla 0-2. Presión de vapor de las sustancias activas 39 Tabla 0-3. Sustancias activas categorizadas 41 Tabla 0-4. Ruta de las sustancias activas en el ambiente 41 Tabla 0-5. Referencias web de la constante Kd 41 xvii ÍNDICE DE FIGURAS Figura 3-1. Estructura de un ACV según normas UNE-EN-ISO 14040-44 12 Figura 4-1. Sistema genérico de aplicación de una sustancia activa 15 Figura 4-2. Gráfica aportación de las categorías de impacto acetamiprid 29 Figura 4-3. Gráfica aportación de las categorías de impacto alfacipermetrin 30 Figura 4-4. Gráfica aportación de las categorías de impacto deltametrin 31 Figura 4-5. Gráfica aportación de las categorías de impacto lambdacihalotrin 32 Figura 4-6. Gráfica aportación de las categorías de impacto fosmet 33 Figura 4-7. Gráfica aportación de las categorías de impacto zetacipermetrin 34 Figura 4-8. Interfaz herramienta final 36 1 1 INTRODUCCIÓN l cultivo del olivar lleva dándose en la península ibérica desde el año 1050 AC y fue con la llegada de los romanos a la península cuando se potenció y se le dió la importancia que posee hasta nuestros días. En la actualidad existen numerosas variedades y marcos de cultivos y se han desarrollado numerosos avances en la forma de recoger su fruto, la oliva, como las recientes máquinas vendimiadoras que se emplean en marcos de cultivo superintensivo y en seto. [1] Para situar la importancia de este cultivo cabe destacar que España posee más del 30% de la producción mundial de aceite, y en concreto en Andalucía se produce el 85% de todo el aceite producido en España. [2] Como todo cultivo posee numerosas plagas que producen mermas en el cultivo y el agricultor debe combatirlas normalmente con fitosanitarios. Una de las plagas más conocidas es la mosca del olivo. 1.1. La mosca del olivo La mosca del olivo (Bactrocera oleae) es un insecto procedente de algunos países de Asia y África y que afecta actualmente también a los olivares de España y Portugal. La época de máximo desarrollo de este insecto coincide con la primavera. Normalmente entre los meses de marzo y abril las moscas adultas se alimentan de las sustancias azucaradas presentes en las flores. Las hembras depositan sus huevos en aquellas aceitunas que no están picadas con anterioridad y cuyo desarrollo es pleno. La larva se desarrolla en el interior produciendo una disminución de peso, calidad y rendimiento del fruto. La forma de reconocer las aceitunas afectadas por la mosca del olivo es muy sencilla, ya que las zonas afectadas aparecen manchadas y presentan tonalidades blanquiverdes y amarillentas. La larva de la mosca produce pequeños agujeros en la aceituna por donde se pueden ir hongos y otros agentes patógenos. El resultado de este ataque puede ser un aceite extremadamente ácido, deteriorado y no apto para el consumo humano. [3] 1.2. Aplicación de fitosanitarios La aplicación de fitosanitarios ha ido evolucionando adaptándose a los avances mecánicos y tecnológicos, así como a las normativas que han ido apareciendo a lo largo de los años. Hace no muchos años no era difícil ver las avionetas aplicando fitosanitarios desde el aire, hoy sin embargo esta práctica está totalmente prohibida. Este es uno de los muchos ejemplos de la evolución que se está dando en el campo de los pesticidas ya que la sociedad es cada vez más consciente de los problemas ambientales que existen hoy en día. Cada vez más efuerzos se centran en desarrollar productos menos perjudiciales pero que a su vez sigan cumpliendo la importante labor para la que se emplean. Además, existe un registro que dicta los fitosanitarios que es legal emplear y donde se van modificando y prohibiendo los más perjudiciales en aras de hacer más responsable con el medio ambiente el uso de éstos. Actualmente la forma más común de tratar el olivar es con un tractor arrastrando un atomizador. Un atomizador es una maquinaria que consta de un depósito de gran capacidad y un sistema que cuenta con una gran hélice y diferentes boquillas de forma que crea una nube de caldo. Entiéndase por caldo la mezcla de agua con los diferentes productos con los que se esté tratando. En función del tamaño de las boquillas y la velocidad del tractor se hace el cálculo de la cantidad de caldo que se atomiza por hectárea. Además, dependiendo del tamaño del atomizador y de la pendiente que tenga la finca a tratar se precisará de un tractor con mayor o menor potencia. E Introducción 2 1.3. Análisis de Ciclo de Vida Una de las definiciones más utilizadas para el ACV es la siguiente: Norma ISO 14040: “El Análisis de Ciclo de Vida es una técnica para determinar los aspectos ambientales e impactos potenciales asociados a un producto: compilando un inventario de las entradas y salidas relevantes del sistema, evaluando los impactos ambientales potenciales asociados a esas entradas y salidas, e interpretando los resultados de las fases de inventario e impacto en relación con los objetivos del estudio” Gracias a desarrollar un ACV de las diferentes sustancias desde que se crean hasta después de ser aplicadas en el cultivo del olivar podremos ver el impacto que provocan en el ambiente. 3 2 OBJETIVO Y ALCANCE l objetivo del trabajo es desarrollar una herramienta de cálculo que permita evaluar el impacto de la aplicación de fitosanitarios para paliar la mosca del olivo. Dicho objetivo viene motivado por la empresa Ec2ce, una empresa sevillana que desarrolla modelos predictivos para la agricultura. Con dicha herramienta se podrá evaluar el impacto por hectárea y tendrá como una de sus utilidades cuantificar las diferencias entre distintos criterios de aplicación de pesticidas. El alcance debe ser tal que la herramienta pueda ser usada por la empresa por lo que para ello debe estar creada sin ningún tipo de restricción de los datos o programas empleados para desarrollarla. Con este fín se desarrollará la herramienta final con un programa de fuente abierta como es OpenLCA e inventarios creados a partir de bibliografía pública. Además, sólo se considerarán las fuentes de impacto más relevantes. 2.1. Lista de sustancias activas El primer objetivo parcial será obtener la lista de sustancias activas sobre las que se realizará el posterior ACV y determinación del impacto. El alcance de esta lista será considerar las sustancias que a fecha de la realización del trabajo están legalizadas en España y se contemplan dentro de los programas y métodos empleados para desarrollar el objetivo global. 2.2. Análisis de ciclo de vida El segundo objetivo parcial será desarrollar un ACV de las diferentes sustancias activas tomando inventarios de la base de datos Ecoinvent. El alcance de dicho ACV será tal que permita evaluar el impacto del ciclo de vida completo de las sustancias, así como de la maquinaria necesaria para realizar los tratamientos. 2.3. Construcción de la herramienta El tercer objetivo parcial será construir la herramienta obteniendo inventarios abiertos para poder usarla comercialmente por la empresa Ec2ce. E 11 3 METODOLOGÍA 3.1. Lista de sustancias activas Para dar comienzo con la preparación de la herramienta es necesario concer la lista de las sustancias activas que se emplean en la actualidad y están legalizadas para combatir la mosca del olivo. En este caso dicha lista ha sido facilitada por la empresa Ec2ce según el historial de aplicaciones que tienen registrados: • Acetamiprid • Alfacipermetrin • Deltametrin • Dimetoato • Fosmet • Imidacloprid • Lambdacihalotrin • Spinosad • Triclorfon • Betaciflutrin • Zetacipermetrin • Clorpirifos • Carbaril A partir de esta lista y para continuar se consulta en el Registro de Productos Fitosanitarios del Gobierno de España [4] para comprobar que las sustancias siguen estando legalizadas y se pueden aplicar. 3.2. Análisis de Ciclo de Vida 3.1.1 Definición de Análisis de Ciclo de Vida El Análisis del Ciclo de Vida analiza de forma científica, objetiva, metódica y sistemática, el impacto ambiental originado por un proceso/producto durante su ciclo de vida completo, como herramienta de gestión medioambiental. La norma UNE-EN ISO 14040:2006: Gestión Ambiental. Análisis del Ciclo de Vida. Principios y marco de referencia, define el Análisis del Ciclo de Vida como una técnica que trata los aspectos medioambientales y los impactos ambientales potenciales a lo largo del ciclo de vida de un producto, mediante: • La recopilación de un inventario de las entradas y salidas relevantes del sistema del producto. • La evaluación de los potenciales impactos medioambientales asociados con las entradas y salidas identificadas en el inventario. • La interpretación de los resultados de las fases de análisis de inventario y evaluación de impacto de acuerdo con los objetivos del estudio. Según las normas UNE-EN-ISO 14040-44, la realización de un ACV consta de cuatro fases: Metodología 12 1) Definición del objetivo y alcance 2) Inventario del ciclo de vida 3) Evaluación del impacto del ciclo de vida 4) Interpretación de resultados 3.1.2 Desarrollo de un Análisis de Ciclo de Vida 3.1.2.1 Definición del objetivo y alcance El objetivo de un ACV debe definir qué razones han llevado a realizar el estudio, las personas a las cuales va destinada y el uso que tendrán los resultados obtenidos. El alcance debe estar bien definido, para asegurar que el nivel de detalle es suficiente para alcanzar el objetivo definido. El alcance incluirá: • Definición de los sistemas a estudiar • Función del sistema de estudio • Unidad funcional • Límites del sistema • Descripción de los sistemas • Categorías de impacto seleccionadas y metodología de evaluación de impacto • Requisitos de calidad de los datos • Suposiciones • Limitaciones 3.1.2.2 Análisis de inventario de ciclo de vida (ICV) En esta fase se realizan los balances de materia y energía, cuantificándose las entradas y salidas del sistema Figura 3-1. Estructura de un ACV según normas UNE-EN-ISO 14040-44 13 13 13 Evaluación del impacto ambiental de la aplicación de fitosanitarios en el olivar descrito en el apartado anterior a partir de los diagramas de flujos y las descripciones de las operaciones unitarias incluidas en los límites del sistema. Dichas entradas y salidas se referirán a la unidad funcional. 3.1.2.3 Evaluación del impacto del ciclo de vida (EICV) Durante esta etapa, utilizando los resultados del análisis de inventario, se evalúa la importancia de los potenciales impactos ambientales generados por las entradas y salidas del sistema del producto. 3.1.2.4 Interpretación de los resultados La interpretación de los resultados es la fase final del ACV, en la cual se resumen y discuten los resultados del ICV o de la EICV o de ambos como base para las conclusiones, recomendaciones y toma de decisiones de acuerdo con el objetivo y alcance definido. 3.3. Construcción de la herramienta Para desarrollar la herramienta será necesario construir inventarios libres con el fin de poder usarlos con uso comercial. Para seleccionar los inventarios que habrá que desarrollar se tendrá en cuenta los resultados obtenidos en el ACV. Para desarrollar el inventario se deberá construir en base a documentos públicos y de libre acceso. Posteriormente para evaluar el impacto del inventario liberado se empleará el programa OpenLCA en sustitución a Simapro y de nuevo el método EF 3.0 de la Comisión Europea ya que está publicado y se puede emplear para uso comercial. Debido a que el impacto es lineal con la cantidad de producto, se han creado inventarios individuales de forma que se pueda evaluar el impacto de cada uno e incorporarlo a la base de datos de la herramienta en Excel para que considerando los parámetros de aplicación que se le introduzcan arroje el impacto. Resultados y discusión 20 4.2.2.4. Lambdacihalotrin Para la sustancia activa Acetamiprid se ha tomado como referencia el producto comercial KARATE 1.5 CS con número de registro 25563 [4], que posee una composición LAMBDA CIHALOTRIN 1,5% [CS] P/V. La dosis recomendada por el fabricante es de 4,9 L de producto diluido en 700 L de caldo por hectárea, por lo que la cantidad de sustancia activa que se aplicará es de 0,0735 kg de lambdacihalotrin por hectárea. El inventario de aplicar lambdacihalotrin es el siguiente: Tabla 4-4. Inventario aplicación lambdacihalotrin Salidas Cantidad Unidad Aplicación lambdacihalotrin 1 ha Entradas Pyrethroid-compound, unspecified {RoW}| production 0,0735 kg Agricultural machinery, unspecified {RoW}| production 0,1948 kg Diesel {Europe without Switzerland}| market 2,4225 kg Tractor, 4-wheel, agricultural {RoW}| production 0,0862 kg Emissions-Diesel, burned in agricultural machinery {GLO} 109,0125 MJ Emisiones al suelo Lambdacihalotrin 0,0735 kg 21 21 21 Evaluación del impacto ambiental de la aplicación de fitosanitarios en el olivar 4.2.2.5. Fosmet Para la sustancia activa fosmet se ha tomado como referencia el producto comercial ASPID 50 WP con número de registro 12352 [4], que posee una composición FOSMET 50% [WP] P/P. La dosis recomendada por el fabricante es de 1,5 kg de producto diluido en 1000 L de caldo por hectárea, por lo que la cantidad de sustancia activa que se aplicará es de 0,75 kg de fosmet por hectárea. El inventario de aplicar fosmet es el siguiente: Tabla 4-5. Inventario aplicación fosmet Salidas Cantidad Unidad Aplicación fosmet 1 ha Entradas Organophosphorus-compound, unspecified {RoW}| production 0,75 kg Agricultural machinery, unspecified {RoW}| production 0,1948 kg Diesel {Europe without Switzerland}| market 2,4225 kg Tractor, 4-wheel, agricultural {RoW}| production 0,0862 kg Emissions-Diesel, burned in agricultural machinery {GLO} 109,0125 MJ Emisiones al suelo Fosmet 0,6525 kg Emisiones al agua Fosmet 0,0975 kg Resultados y discusión 22 4.2.2.6. Zetacipermetrin Para la sustancia activa zetacipermetrin se ha tomado como referencia el producto comercial FURY 100EW con número de registro 22660 [4], que posee una composición ZETACIPERMETRIN 10% [EW] P/V. La dosis recomendada por el fabricante es de 0,1 L de producto diluido en 1000 L de caldo por hectárea, por lo que la cantidad de sustancia activa que se aplicará es de 0,01 kg de zetacipermetrin por hectárea. El inventario de aplicar zetacipermetrin es el siguiente: Tabla 4-6. Inventario aplicación zetacipermetrin Salidas Cantidad Unidad Aplicación zetacipermetrin 1 ha Entradas Pyrethroid-compound, unspecified {RoW}| production 0,01 kg Agricultural machinery, unspecified {RoW}| production 0,1948 kg Diesel {Europe without Switzerland}| market 2,4225 kg Tractor, 4-wheel, agricultural {RoW}| production 0,0862 kg Emissions-Diesel, burned in agricultural machinery {GLO} 109,0125 MJ Emisiones al suelo Zetacipermetrin 0,092 kg Emisiones al agua Zetacipermetrin 0,008 kg 23 23 23 Evaluación del impacto ambiental de la aplicación de fitosanitarios en el olivar 4.2.3. Evaluación del impacto del ciclo de vida Creados los procesos de aplicación procedemos a evaluar impacto midpoint a través de Simapro. Se emplea el método EF 3.0 (adapted) y se calcula el impacto para una hectárea. 4.2.3.1. Acetamiprid Tabla 4-7. Impacto aplicación acetamiprid Categoría de impacto Unidad Total Acetamiprid emissions Acetamide anillide compound production Agricultural machinery Diesel production Tractor, 4-wheel Diesel emissions Climate change kg CO2 eq 1,16E+01 8,31E-01 1,14E+00 1,18E+00 7,35E-01 7,68E+00 Ozone depletion kg CFC11 eq 6,81E-06 4,72E-06 5,08E-08 1,98E-06 5,94E-08 Ionising radiation kBq U-235 eq 7,26E-01 4,95E-02 6,45E-02 5,55E-01 5,78E-02 Photochemical ozone formation kg NMVOC eq 1,26E-01 7,84E-03 5,59E-03 8,08E-03 4,11E-03 1,01E-01 Particulate matter disease inc. 4,27E-07 1,66E-07 8,02E-08 7,33E-08 4,90E-08 5,92E-08 Human toxicity, non-cancer CTUh 7,81E-07 2,42E-08 3,93E-07 4,37E-08 1,55E-08 3,91E-08 2,66E-07 Human toxicity, cancer CTUh 6,04E-09 1,10E-09 2,90E-09 4,49E-10 1,24E-09 3,48E-10 Acidification mol H+ eq 1,25E-01 2,71E-02 5,62E-03 1,44E-02 4,65E-03 7,32E-02 Eutrophication, freshwater kg P eq 1,24E-03 2,52E-04 4,91E-04 1,06E-04 3,91E-04 Eutrophication, marine kg N eq 4,29E-02 2,71E-03 9,65E-04 1,78E-03 6,46E-04 3,67E-02 Eutrophication, terrestrial mol N eq 4,65E-01 2,60E-02 9,59E-03 1,96E-02 6,66E-03 4,03E-01 Ecotoxicity, freshwater CTUe 5,36E+03 5,04E+03 1,92E+02 3,39E+01 6,38E+01 3,02E+01 1,11E+00 Land use Pt 8,72E+01 9,30E+00 2,24E+01 1,90E+01 3,66E+01 Water use m3 depriv. 8,80E-01 5,23E-01 1,84E-01 1,50E-02 1,58E-01 Resource use, fossils MJ 1,54E+02 1,22E+01 1,09E+01 1,22E+02 9,30E+00 Resource use, minerals and metals kg Sb eq 3,23E-04 3,26E-05 5,02E-05 6,81E-06 2,33E-04 Resultados y discusión 24 4.2.3.2. Alfacipermetrin Tabla 4-8. Impacto aplicación alfacipermetrin Categoría de impacto Unidad Total Alfacipermetrin emissions Pyrethroid compound production Agricultural machinery Diesel production Tractor, 4-wheel Diesel emissions Climate change kg CO2 eq 1,18E+01 1,02E+00 1,14E+00 1,18E+00 7,35E-01 7,68E+00 Ozone depletion kg CFC11 eq 2,21E-06 1,21E-07 5,08E-08 1,98E-06 5,94E-08 Ionising radiation kBq U-235 eq 7,22E-01 4,50E-02 6,45E-02 5,55E-01 5,78E-02 Photochemical ozone formation kg NMVOC eq 1,21E-01 2,98E-03 5,59E-03 8,08E-03 4,11E-03 1,01E-01 Particulate matter disease inc. 3,20E-07 5,82E-08 8,02E-08 7,33E-08 4,90E-08 5,92E-08 Human toxicity, non-cancer CTUh 3,80E-07 2,01E-09 1,37E-08 4,37E-08 1,55E-08 3,91E-08 2,66E-07 Human toxicity, cancer CTUh 8,04E-09 3,09E-09 2,90E-09 4,49E-10 1,24E-09 3,48E-10 Acidification mol H+ eq 1,03E-01 5,43E-03 5,62E-03 1,44E-02 4,65E-03 7,32E-02 Eutrophication, freshwater kg P eq 1,28E-03 2,89E-04 4,91E-04 1,06E-04 3,91E-04 Eutrophication, marine kg N eq 4,12E-02 1,01E-03 9,65E-04 1,78E-03 6,46E-04 3,67E-02 Eutrophication, terrestrial mol N eq 4,49E-01 9,75E-03 9,59E-03 1,96E-02 6,66E-03 4,03E-01 Ecotoxicity, freshwater CTUe 1,12E+03 9,50E+02 4,06E+01 3,39E+01 6,38E+01 3,02E+01 1,11E+00 Land use Pt 8,72E+01 9,36E+00 2,24E+01 1,90E+01 3,66E+01 Water use m3 depriv. -3,04E- 01 -6,62E-01 1,84E-01 1,50E-02 1,58E-01 Resource use, fossils MJ 1,57E+02 1,50E+01 1,09E+01 1,22E+02 9,30E+00 Resource use, minerals and metals kg Sb eq 3,07E-04 1,68E-05 5,02E-05 6,81E-06 2,33E-04 25 25 25 Evaluación del impacto ambiental de la aplicación de fitosanitarios en el olivar 4.2.3.3. Deltametrin Tabla 4-9. Impacto aplicación deltametrin Categoría de impacto Unidad Total Deltametrin emissions Pyrethroid compound production Agricultural machinery Diesel production Tractor, 4-wheel Diesel emissions Climate change kg CO2 eq 2,19E+01 4,26E-01 2,28E+00 2,36E+00 1,47E+00 1,54E+01 Ozone depletion kg CFC11 eq 4,23E-06 5,04E-08 1,02E-07 3,96E-06 1,19E-07 Ionising radiation kBq U-235 eq 1,37E+00 1,87E-02 1,29E-01 1,11E+00 1,16E-01 Photochemical ozone formation kg NMVOC eq 2,38E-01 1,24E-03 1,12E-02 1,62E-02 8,22E-03 2,01E-01 Particulate matter disease inc. 5,48E-07 2,43E-08 1,60E-07 1,47E-07 9,80E-08 1,18E-07 Human toxicity, non-cancer CTUh 7,37E-07 2,37E-09 5,69E-09 8,73E-08 3,10E-08 7,81E-08 5,32E-07 Human toxicity, cancer CTUh 1,12E-08 1,29E-09 5,80E-09 8,99E-10 2,49E-09 6,95E-10 Acidification mol H+ eq 1,98E-01 2,26E-03 1,12E-02 2,87E-02 9,30E-03 1,46E-01 Eutrophication, freshwater kg P eq 2,10E-03 1,20E-04 9,83E-04 2,13E-04 7,83E-04 Eutrophication, marine kg N eq 8,07E-02 4,22E-04 1,93E-03 3,57E-03 1,29E-03 7,35E-02 Eutrophication, terrestrial mol N eq 8,82E-01 4,06E-03 1,92E-02 3,91E-02 1,33E-02 8,06E-01 Ecotoxicity, freshwater CTUe 6,44E+03 6,17E+03 1,69E+01 6,78E+01 1,28E+02 6,04E+01 2,22E+00 Land use Pt 1,60E+02 3,90E+00 4,47E+01 3,79E+01 7,31E+01 Water use m3 depriv. 4,39E-01 -2,76E-01 3,69E-01 3,00E-02 3,16E-01 Resource use, fossils MJ 2,91E+02 6,26E+00 2,18E+01 2,44E+02 1,86E+01 Resource use, minerals and metals kg Sb eq 5,87E-04 7,00E-06 1,00E-04 1,36E-05 4,66E-04 Resultados y discusión 26 4.2.3.4. Lambdacihalotrin Tabla 4-10. Impacto aplicación lambdacihalotrin Categoría de impacto Unidad Total Lambdacihalotrin emissions Pyrethroid compound production Agricultural machinery Diesel production Tractor, 4-wheel Diesel emissions Climate change kg CO2 eq 1,20E+01 1,25E+00 1,14E+00 1,18E+00 7,35E-01 7,68E+00 Ozone depletion kg CFC11 eq 2,24E-06 1,48E-07 5,09E-08 1,98E-06 5,94E-08 Ionising radiation kBq U-235 eq 7,32E-01 5,51E-02 6,46E-02 5,55E-01 5,79E-02 Photochemical ozone formation kg NMVOC eq 1,22E-01 3,65E-03 5,58E-03 8,08E-03 4,11E-03 1,01E-01 Particulate matter disease inc. 3,33E-07 7,13E-08 8,01E-08 7,33E-08 4,90E-08 5,92E-08 Human toxicity, non-cancer CTUh 3,90E-07 8,76E-09 1,67E-08 4,36E-08 1,55E-08 3,90E-08 2,66E-07 Human toxicity, cancer CTUh 8,73E-09 3,79E-09 2,90E-09 4,49E-10 1,24E-09 3,48E-10 Acidification mol H+ eq 1,05E-01 6,65E-03 5,61E-03 1,44E-02 4,65E-03 7,32E-02 Eutrophication, freshwater kg P eq 1,34E-03 3,53E-04 4,91E-04 1,06E-04 3,91E-04 Eutrophication, marine kg N eq 4,14E-02 1,24E-03 9,65E-04 1,78E-03 6,46E-04 3,67E-02 Eutrophication, terrestrial mol N eq 4,51E-01 1,19E-02 9,59E-03 1,96E-02 6,66E-03 4,03E-01 Ecotoxicity, freshwater CTUe 1,86E+04 1,84E+04 4,97E+01 3,39E+01 6,38E+01 3,02E+01 1,11E+00 Land use Pt 8,93E+01 1,15E+01 2,24E+01 1,90E+01 3,66E+01 Water use m3 depriv. -4,53E-01 -8,11E-01 1,84E-01 1,50E-02 1,58E-01 Resource use, fossils MJ 1,61E+02 1,84E+01 1,09E+01 1,22E+02 9,29E+00 Resource use, minerals and metals kg Sb eq 3,11E-04 2,06E-05 5,02E-05 6,81E-06 2,33E-04 27 27 27 Evaluación del impacto ambiental de la aplicación de fitosanitarios en el olivar 4.2.3.5. Fosmet Tabla 4-11. Impacto aplicación fosmet Categoría de impacto Unidad Total Fosmet emissions Organophosporus compound production Agricultural machinery Diesel production Tractor, 4-wheel Diesel emissions Climate change kg CO2 eq 1,72E+01 6,45E+00 1,14E+00 1,18E+00 7,35E-01 7,68E+00 Ozone depletion kg CFC11 eq 3,04E-06 9,50E-07 5,09E-08 1,98E-06 5,94E-08 Ionising radiation kBq U-235 eq 1,28E+00 6,02E-01 6,46E-02 5,55E-01 5,79E-02 Photochemical ozone formation kg NMVOC eq 1,44E-01 2,58E-02 5,58E-03 8,08E-03 4,11E-03 1,01E-01 Particulate matter disease inc. 8,68E-07 6,06E-07 8,01E-08 7,33E-08 4,90E-08 5,92E-08 Human toxicity, non-cancer CTUh 3,73E-06 3,07E-06 2,98E-07 4,36E-08 1,55E-08 3,90E-08 2,66E-07 Human toxicity, cancer CTUh 1,21E-08 7,20E-09 2,90E-09 4,49E-10 1,24E-09 3,48E-10 Acidification mol H+ eq 1,85E-01 8,73E-02 5,61E-03 1,44E-02 4,65E-03 7,32E-02 Eutrophication, freshwater kg P eq 1,26E-02 1,16E-02 4,91E-04 1,06E-04 3,91E-04 Eutrophication, marine kg N eq 5,46E-02 1,45E-02 9,65E-04 1,78E-03 6,46E-04 3,67E-02 Eutrophication, terrestrial mol N eq 5,17E-01 7,82E-02 9,59E-03 1,96E-02 6,66E-03 4,03E-01 Ecotoxicity, freshwater CTUe 4,20E+05 4,19E+05 5,37E+02 3,39E+01 6,38E+01 3,02E+01 1,11E+00 Land use Pt 1,63E+02 8,54E+01 2,24E+01 1,90E+01 3,66E+01 Water use m3 depriv. 4,97E+00 4,61E+00 1,84E-01 1,50E-02 1,58E-01 Resource use, fossils MJ 2,37E+02 9,50E+01 1,09E+01 1,22E+02 9,29E+00 Resource use, minerals and metals kg Sb eq 4,96E-04 2,06E-04 5,02E-05 6,81E-06 2,33E-04 Resultados y discusión 28 4.2.3.6. Zetacipermetrin Tabla 4-12. Impacto aplicación zetacipermetrin Categoría de impacto Unidad Total Zetacipermetrin emissions Pyrethroid compound production Agricultural machinery Diesel production Tractor, 4- wheel Diesel emissions Climate change kg CO2 eq 1,09E+01 1,71E-01 1,14E+00 1,18E+00 7,35E-01 7,68E+00 Ozone depletion kg CFC11 eq 2,11E-06 2,02E-08 5,09E-08 1,98E-06 5,94E-08 Ionising radiation kBq U-235 eq 6,85E-01 7,50E-03 6,46E-02 5,55E-01 5,79E-02 Photochemical ozone formation kg NMVOC eq 1,19E-01 4,96E-04 5,58E-03 8,08E-03 4,11E-03 1,01E-01 Particulate matter disease inc. 2,71E-07 9,70E-09 8,01E-08 7,33E-08 4,90E-08 5,92E-08 Human toxicity, non-cancer CTUh 4,30E-07 6,29E-08 2,28E-09 4,36E-08 1,55E-08 3,90E-08 2,66E-07 Human toxicity, cancer CTUh 5,46E-09 5,16E-10 2,90E-09 4,49E-10 1,24E-09 3,48E-10 Acidification mol H+ eq 9,88E-02 9,05E-04 5,61E-03 1,44E-02 4,65E-03 7,32E-02 Eutrophication, freshwater kg P eq 1,04E-03 4,81E-05 4,91E-04 1,06E-04 3,91E-04 Eutrophication, marine kg N eq 4,03E-02 1,69E-04 9,65E-04 1,78E-03 6,46E-04 3,67E-02 Eutrophication, terrestrial mol N eq 4,40E-01 1,62E-03 9,59E-03 1,96E-02 6,66E-03 4,03E-01 Ecotoxicity, freshwater CTUe 4,09E+05 4,09E+05 6,76E+00 3,39E+01 6,38E+01 3,02E+01 1,11E+00 Land use Pt 7,94E+01 1,56E+00 2,24E+01 1,90E+01 3,66E+01 Water use m3 depriv. 2,47E-01 -1,10E-01 1,84E-01 1,50E-02 1,58E-01 Resource use, fossils MJ 1,45E+02 2,50E+00 1,09E+01 1,22E+02 9,29E+00 Resource use, minerals and metals kg Sb eq 2,93E-04 2,80E-06 5,02E-05 6,81E-06 2,33E-04 29 29 29 Evaluación del impacto ambiental de la aplicación de fitosanitarios en el olivar 4.2.4. Interpretación de los resultados 4.2.4.1. Acetamiprid Tabla 4-13. Impacto porcentual acetamiprid Categoría de impacto Unidad Total Acetamiprid emissions Acetamide anillide compound production Agricultural machinery Diesel production Tractor, 4-wheel Diesel emissions Climate change % 100,00 7,18 9,88 10,21 6,36 66,37 Ozone depletion % 100,00 69,32 0,75 29,06 0,87 Ionising radiation % 100,00 6,82 8,88 76,34 7,96 Photochemical ozone formation % 100,00 6,22 4,43 6,41 3,26 79,69 Particulate matter % 100,00 38,77 18,76 17,16 11,47 13,84 Human toxicity, non-cancer % 100,00 3,10 50,25 5,59 1,98 5,00 34,08 Human toxicity, cancer % 100,00 18,23 48,01 7,43 20,57 5,75 Acidification % 100,00 21,71 4,50 11,48 3,72 58,59 Eutrophication, freshwater % 100,00 20,30 39,58 8,58 31,54 Eutrophication, marine % 100,00 6,32 2,25 4,16 1,51 85,76 Eutrophication, terrestrial % 100,00 5,60 2,06 4,21 1,43 86,70 Ecotoxicity, freshwater % 100,00 94,02 3,58 0,63 1,19 0,56 0,02 Land use % 100,00 10,66 25,64 21,76 41,94 Water use % 100,00 59,38 20,95 1,71 17,96 Resource use, fossils % 100,00 7,89 7,07 79,01 6,02 Resource use, minerals and metals % 100,00 10,10 15,56 2,11 72,22 Figura 4-2. Gráfica aportación de las categorías de impacto acetamiprid 010 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Climate change Ozone depletion Ionising radiation Photochemical ozone formation Particulate matter Human toxicity, non-cancer Human toxicity, cancer Acidification Eutrophication, freshwater Eutrophication, marine Eutrophication, terrestrial Ecotoxicity, freshwater Land use Water use Resource use, fossils Resource use, minerals and metals Acetamiprid Acetamiprid emissions Acetamide anillide compound production Agricultural machinery Diesel production Tractor, 4-wheel Diesel emissions Resultados y discusión 36 4.3.3. Interfaz Se ha diseñado la siguiente interfaz en Excel donde los valores en rojo son los modificables y se muestra el impacto según el método EF 3.0 de la Comisión Europea [5]. Figura 4-8. Interfaz herramienta final 37 5. CONCLUSIONES l estudio realizado de la aplicación de las diferentes sustancias activas para paliar la plaga de la mosca del olivar nos permite considerar los procesos que aportan un impacto considerable dentro del sistema. Conociendo todo ello se puede justificar la selección de los procesos que realmente son representativos en el impacto de aplicar una hectárea de fitosanitarios para paliar la mosca del olivar. La herramienta desarrollada tiene numerosas aplicaciones dentro de las cuales una podría ser cuantificar la mejoría de las formas de aplicación que actualmente se están implementando gracias a la inteligencia artificial en comparación con las que tradicionalmente se han empleado. E 39 ANEXOS ANEXO I: Categorías de impacto contempladas en el método EF 3.0 Tabla 0-1. Categorías de impacto del EF 3.0 method Categoría de impacto Traducción Unidad Climate change Cambio climático kg CO2 eq Ozone depletion Perjuicio a la capa de ozono kg CFC11 eq Ionising radiation Radiación ionizante kBq U-235 eq Photochemical ozone formation kg NMVOC eq Particulate matter disease inc. Human toxicity, non-cancer CTUh Human toxicity, cancer CTUh Acidification mol H+ eq Eutrophication, freshwater kg P eq Eutrophication, marine kg N eq Eutrophication, terrestrial mol N eq Ecotoxicity, freshwater CTUe Land use Pt Water use m3 depriv. Resource use, fossils MJ Resource use, minerals and metals kg Sb eq ANEXO II: Presión de vapor de las sustancias activas Tabla 0-2. Presión de vapor de las sustancias activas Sustancia Presión de vapor a 20 °C (mPa) Fuente Acetamiprid 1,73E-04 http://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/11.htm Alfacipermetrin 3,80E-04 http://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/24.htm Betaciflutrin 2,80E-05 http://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/74.htm Deltametrin 1,24E-05 http://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/205.htm Lambdacihalotrin 2,00E-04 http://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/415.htm Fosmet 0,065 http://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/521.htm Zetacipermetrin 2,53E-04 http://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/682.htm Anexos 40 ANEXO III: Cálculo de los inventarios generales En este anexo se detallan los cálculos necesarios para construir los inventarios de las sustancias activas con los inventarios que serán comunes a todos los sistemas. Uso del atomizador El desgaste del atomizador y por tanto el inventario que supone la fabricación del mismo en la aplicación del fitosanitario viene representado por el inventario de Ecoinvent Agricultural machinery, unspecified {RoW}. En la descripción del inventario podemos encontrar que los cálculos están realizados para una máquina de 1000 kg, 1000 horas de vida útil y un factor de reparación de 0,54. La unidad funcional para este inventario es el kg. Para calcular los kg que supone una aplicar una ha aplicaremos: 1000 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 1000 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑑𝑎 ú𝑡𝑖𝑙 ∗ (1 + 0,54)= 0,6494 𝑘𝑔 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑢𝑠𝑜/ℎ𝑎 Al considerar que tratar una hectárea supone 0,3 horas podemos afirmar que el uso del atomizador por hectárea es de 0,1948 kg. Uso del tractor Al igual que ocurre con el atomizador, debemos considerar el desgaste que sufre el tractor y por tanto el inventario que supone la fabricación. Tomamos el inventario Tractor, 4-wheel, agricultural {RoW} de la base de datos de Ecoinvent. En la descripción del inventario podemos encontrar que los cálculos están realizados para un tractor que consideraremos de 3500 kg, 7000 horas de vida útil y un factor de reparación de 0,74. La unidad funcional para este inventario es el kg. Para calcular los kg que supone una aplicar una ha aplicaremos: 3500 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 7000 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑑𝑎 ú𝑡𝑖𝑙 ∗ (1 + 0,74)= 0,2873 𝑘𝑔 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑢𝑠𝑜/ℎ𝑎 Al considerar que tratar una hectárea supone 0,3 horas podemos afirmar que el uso del tractor por hectárea es de 0,0862 kg. Diesel En este punto consideraremos el inventario de fabricación del diesel que se empleará en las aplicaciones Diesel {Europe without Switzerland} y el inventario de las emisiones que se dan al consumir el diesel en maquinaria agrícola Emissions-Diesel, burned in agricultural machinery {GLO}. Se considera una densidad del diesel de 850 kg/m3 [6]. En el inventario que consideramos la fabricación del diesel aplicamos el siguiente cálculo para determinar los kg consumidos por ha: 41 41 41 Evaluación del impacto ambiental de la aplicación de fitosanitarios en el olivar 9,5 𝐿 𝑑𝑖𝑒𝑠𝑒𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑢𝑠𝑜/ℎ𝑎 ∗ 0,85𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑒𝑠𝑒𝑙 𝐿 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑒𝑠𝑒𝑙 = 8,075 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑒𝑠𝑒𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑢𝑠𝑜/ℎ𝑎 Al considerar que tratar una hectárea supone 0,3 horas podemos afirmar que el gasto de diesel por hectárea es de 2,4225 kg. Para el inventario donde consideramos las emisiones de la combustión del diesel debemos conocer que según la descripción del propio inventario de Ecoinvent 1 kg de diesel equivalen a 45 MJ. En este inventario la unidad funcional es el MJ. ANEXO IV: Categorización de las sustancias activas Tabla 0-3. Sustancias activas categorizadas Sustancia activa Categoría Acetamiprid Acetamida-anilida Alfacipermetrin Piretroide Deltametrin Piretroide Fosmet Organofosforado Betaciflutrin Piretroide Zetacipermetrin Piretroide ANEXO V: Ruta de las sustancias activas en el ambiente Tabla 0-4. Ruta de las sustancias activas en el ambiente Sustancia activa Kd % Suelo % Agua Acetamiprid 4,1 80% 20% Alfacipermetrin 3308 100% 0% Betaciflutrin 1216 100% 0% Deltametrin 3000 100% 0% Lambdacihalotrin 3709 100% 0% Fosmet 6,78 87% 13% Zetacipermetrin 11,875 92% 8% Tabla 0-5. Referencias web de la constante Kd Sustancia activa Fuente Kd Acetamiprid https://www3.epa.gov/pesticides/chem_search/reg_actions/registration/fs_PC- 099050_15-Mar-02.pdf Alfacipermetrin http://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/24.htm Betaciflutrin http://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/74.htm Deltametrin https://www.co.thurston.wa.us/Health/ehipm/pdf_insect/insecticide%20actives/deltameth rin.pdf Lambdacihalotrin http://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/415.htm Fosmet http://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/521.htm Zetacipermetrin https://www.co.thurston.wa.us/health/ehipm/pdf_insect/insecticide%20actives/cypermeth rin.pdf REFERENCIAS [1] «Oliaesa,» [En línea]. Available: https://oliaesa.com/blog/historia-del-origen-del-olivo.html. [2] «qcom,» [En línea]. Available: http://www.qcom.es/alimentacion/reportajes/espana--primer-productor- nbspmundial-de-aceite-de-oliva_183_2_253_0_1_in.html. [3] «Balam Agriculture,» [En línea]. Available: https://balam.es/plagas-y-enfermedades-en-las-plantaciones- de-olivar/. [4] P. y. A. G. d. E. Ministerio de Agricultura, «Registro de Productos Fitosanitarios,» [En línea]. Available: https://www.mapa.gob.es/es/agricultura/temas/sanidad-vegetal/productosfitosanitarios/registro/menu.asp. [5] Comisión Europea, «The Environmental Footprint Pilots,» [En línea]. Available: https://ec.europa.eu/environment/eussd/smgp/ef_pilots.htm. [6] J. Bonmatin, «Environmental fate and exposure,» 2014. [7] J. Sutter, Life cycle inventories of pesticides, St. Gallen: ETH S + U, Zurich, 2010. [8] C. D. Linde, Physico Chemical Properties and Environmental Fate of Pesticides, Sacramento: Student Intern, 1994. [9] BASF Española S.L., «BASF,» [En línea]. Available: https://www.agro.basf.es/Documents/es_files/productfiles_files/3_folletos_files/fastacfly_folleto.pdf. [10] H. C. J. C. K. a. J. D. Qianfeng Li, «Expanded Emission Factors for Agricultural and Mining Equipment,» Argonne National Laboratory, Argonne, 2016. [11] Iowa State University, «Liquid Fuel Measurements and Conversions,» 2008. [En línea]. Available: https://www.extension.iastate.edu/agdm/wholefarm/pdf/c6-87.pdf. [12] M. R. Khan, Ed., Advances in Clean Hydrocarbon Fuel Processing, Woodhead Publishing, 2011.