Environmental assessment of Catalan fruit production focused on carbon and water footprint

Abstract

Durant l'última dècada, el sector agrícola ha passat de les pràctiques tradicionals a mètodes més intensius per tal d'augmentar la seva productivitat, com a resposta a la creixent demanda d'una població creixent. En conseqüència la producció d'aliments ha desencadenat una important contribució a l'esgotament dels recursos naturals i l'impacte ambiental. Per desenvolupar una gestió ambiental adequada, és essencial per a les indústries de conèixer els principals indicadors ambientals dels seus productes i processos : emissions, consum d’energia i consum d'aigua, generació de residus, eficiència, etc. Tot això pot ajudar als productors a millorar la gestió dels seus sistemes productius, donar un valor ambiental afegit al seu producte, i proporcionar més informació ambiental als consumidors. Tenint en compte que la poma i préssec són dues fruites significatives en els països mediterranis, i que la majoria de les publicacions sobre els impactes ambientals de la producció de fruita es basen en un únic any productiu, aquest estudi intenta realitzar un anàlisi ambiental de la producció de poma i préssec utilitzant amb un enfocament d'Anàlisi del Cicle de Vida (ACV), amb la finalitat de proporcionar nova informació ambiental sobre la fruita, i també introduir una anàlisi des de la perspectiva plurianual per tal d’identificar la variabilitat dels impactes ambientals relacionats amb el rendiment anual d’una plantació, les condicions geogràfiques i climàtiques. Els resultats s'expressen en termes de petjada de carboni i petjada hídrica, per tal de comparar aquests conceptes des d'un punt de vista metodològic, i també informar al sector de les fruita i dels consumidors. La petjada de carboni, quantifica les emissions CO2 equivalents relacionades amb el cicle de vida d'un producte o servei en termes d'escalfament global. La petjada hídrica mesura l'aigua que es consumeix per desenvolupar un producte d'un bé o un servei. Aquest estudi segueix un marc interdisciplinari, tenint en compte les següents etapes en el procés de producció de la fruita: fase agrícola, comercialització, distribució, el consum i disposició final, així com l’obtenció dels materials i substàncies relacionats amb la producció de fruita. Els sistemes estudiats són horts de poma i préssec situats a Catalunya. Les dades utilitzades han estat recollides directament dels horts de la Unitat d'Horticultura Ambiental de l'Institut de Recerca per a l'Agricultura i l'Alimentació i Tecnologia (IRTA), ubicat a la província de Lleida, i abarca entre 9-15 anys de producció real. Aquesta tesi contribueix a detectar els punts crítics de l'impacte ambiental relacionat amb la producció de fruita des d’una perspectiva d'anàlisi del cicle de vida, així com avaluar les metodologies existents per calcular la petjada de carboni i d’aigua, a més de desenvolupar nous aspectes metodològics, i generar noves dades sobre el tema, que seran útils pels productors de fruita i també pels altres actors involucrats en la producció de fruita. Encara que l'estudi demostra que l'ACV és una eina útil per estimar l'impacte associat a un producte o un procés, i també pel càlcul de la petjada de carboni i la petjada hídrica, encara hi ha algunes qüestions per resoldre pel que fa la qualitat de les dades i base de dades disponibles per quantificar l’impacte ambiental, ja que a vegades és necessari treballar amb dades genèriques, que poden generar variabilitat en els resultats.

Durante la última década, el sector agrícola ha pasado de las prácticas tradicionales a métodos más intensivos con el fin de aumentar su productividad, como respuesta a la creciente demanda de una población creciente. En consecuencia la producción de alimentos ha generado una importante contribución al agotamiento de los recursos naturales y el cambio climático. Para desarrollar una gestión ambiental adecuada es esencial para las industrias conocer los principales indicadores ambientales de sus productos y procesos: emisiones, consumo de energía y agua, generación de residuos, eficiencia, etc. Conocer esta información puede ayudar a los productores a mejorar la gestión de sus sistemas productivos, dar un valor ambiental añadido a sus productos, y también proporcionar más información a los consumidores. Teniendo en cuenta que la manzana y melocotón son dos frutas significativas en los países mediterráneos, y la mayoría de las publicaciones sobre los impactos ambientales de la produccion de fruta se basan en un año productivo único, este estudio pretende realizar un análisis ambiental de la producción de manzana y melocotón utilizando la metodología del Análisis de Ciclo de Vida (ACV), con el fin de proporcionar nueva información ambiental sobre la fruta, y también introducir un análisis de la perspectiva plurianual para identificar la variabilidad de los impactos ambientales relacionados con el rendimiento anual de las plantaciones, las condiciones geográficas y climáticas. Los resultados se expresarán en términos de huella de carbono y de agua, con el fin de comparar estos conceptos desde un punto de vista metodológico, y que para que la información pueda servir para informar sector de la fruta y de los consumidores. La huella de carbono cuantifica las emisiones de CO2 equivalentes relacionadas con el ciclo de vida de un producto o servicio en términos de calentamiento global. La huella hídrica cuantifica el agua que se consume para desarrollar un producto de un bien o un servicio. Este estudio sigue un marco interdisciplinario, teniendo en cuenta las siguientes etapas en el proceso de producción de la fruta: fase agrícola, distribución, consumo, residuos, así como el sistema relacionado con los materiales y sustancias relacionados con la producción de fruta. Los sistemas estudiados son huertos de manzano y melocotón situados en Cataluña. Los datos utilizados han sido recogidos directamente de un huerto de la Unidad de Horticultura Ambiental en el Instituto de Investigación para la Agricultura y la Alimentación y Tecnología (IRTA), ubicado en la provincia de Lleida en el noreste de España, el estudio abarca entre 9-15 años de producción real. Esta tesis contribuye a detectar los puntos críticos del impacto ambiental relacionados con la producción de fruta con una perspectiva de ACV, así como evaluar las ventajas y debilidades de las metodologías existentes para calcular la huella de carbono y huella de agua, además de desarrollar nuevos aspectos metodológicos y la generación de nuevos datos sobre el tema para los productores de frutas y otros actores involucrados en ciclo de producción de fruta. Aunque el estudio demuestra que el ACV es una herramienta útil para estimar el impacto asociado a un producto o proceso y para el cálculo de los indicadores huella de carbono i huella hídrica, existen todavía algunas cuestiones por resolver en cuanto a la calidad de las bases de datos de impacto ambiental y los datos disponibles, porque a veces, es necesario trabajar con datos genéricos.

During the last decade, the agricultural sector has changed from traditional practices to more intensive methods in order to increase their productivity, as a response to the growing demand of an increasing population. Consequently food production has become an important contribution to the depletion of natural resources and climate change. To develop a proper environmental management it is essential for industries to know the main environmental indicators of their products and production processes: emissions, energy and water consumption, waste generation, efficiency, etc. It also can help producers to improve their production system management, give an added environmental value to their product, and provide more information to consumers. Considering that apple and peach are two significant fruits in the Mediterranean countries, and most publications on environmental impacts of fruit productions are based on one single productive year, this study attempts to perform an environmental analysis of apple and peach production using Life Cycle Assessment (LCA) approach, in order to provide new environmental information of fruit, and also introduce a multiyear perspective analysis to identify the variability of the environmental impacts related to annual orchard yield, geographic and climatic conditions. The results will be expressed in terms of Carbon footprint (CF) and Water Footprint (WF) terms, In order to compare these concepts from a methodological point of view, and how those can be introduced to inform fruit sector and the consumers. The CF measures the emissions of CO2eq related with the life cycle of a product or services in terms of Global warming. WF measures the water consumed to develop a product a good or a service in terms of litres. This study follows an interdisciplinary framework, considering the following stages in the process of fruit production: agricultural stages, retail, consumption ad disposal, as well as the back-ground system related with materials and substances production. The systems studied are apple and peach orchards located in Catalonia. Data used have been collected directly from an orchard of the Environmental Horticulture Unit at the Institute of Agriculture and Food Research and Technology (IRTA) located in the North East of Spain, and covers between 9-15 years of real production. This dissertation contributes to detect the hot spots of the environmental impact related to fruit production with a perspective of LCA, as well as evaluate the advantages and weakness the existing methodologies to calculate the Carbon and water Footprints, besides developing methodological aspects and generating new data on the topic and fruit producers and all the actors involved in fruit production. Although the study demonstrates that LCA is a useful tool for estimating the impact associated with a product or process and calculate the CF and WF indicators, there are still some issues to be resolved regarding to the quality of environmental impact databases and data available because sometimes, it is needed to work with generic data, and it can generate variability in the results.