de efecto invernadero, sector no-energía
2. PROCEDIMIENTO APLICADO
El procedimiento metodológico contempló los siguientes pasos:
• división del territorio nacional en macrorregiones agroecológicas,
• determinación de categorías claves y sub-categorías significativas,
• definición de niveles de métodos a aplicar, por categoría y sub-ca- tegoría,
• determinación de los balances de masas, para determinar distribu- ción de fracciones por destinos finales para aquellas matrices con destinos múltiples, y
• adaptación de las hojas de trabajo del programa computacional del PICC, correspondiendo básicamente a:
→ desagregación para recibir datos por región administrativa, con la premisa que las regiones administrativas que componen una ma- crorregión agroecológica reciben un mismo factor de emisión y/o dato de actividad paramétrico,
A A contar de Septiembre del 2007, el número de regiones subió a 15 con la creación de las regiones de Arica y Parinacota (XVI) y de Los Ríos (XV)
→ modificación para reconocer el método nivel 2 en las categorías de fermentación entérica y gestión del estiércol,
→ modificación y creación de hojas de trabajo del Sector “Cambio de Uso de los Suelos y Forestal”, para reconocer las circunstan- cias nacionales, y
→ creación de la hoja de trabajo de incineración de residuos sólidos. Siguiendo la recomendación del PICC, los datos de actividad anuales fueron conformados por el promedio de tres años, conteniendo el año inventariado en la posición central (ejemplo: para el año 1990, se con- sidera el trienio 1989 a 1991). En el caso de los años extremos (1984 y 2003), el valor anual fue construido por los bienios 1984/85 y 2002/ 03, respectivamente, asignando un factor 2 al valor del año inventaria- do.
2.1. Macrorregiones agroecológicas
Como una forma de establecer áreas del territorio nacional, con condi- ciones ambientales similares, el país fue dividido en las siguientes tres macrorregiones agroecológicas:
• árida ó norte, que incluye las regiones I, II, III y IV, caracterizada por condiciones de fuerte sequía y marcado déficit de lluvias,
• templada ó centro, que incluye las regiones V, VI, VII, VIII y XIII, caracterizada por un clima templado con marcada estacionalidad y que cuenta con 9 meses secos y 3 meses en los que se concentran las precipitaciones, y
• templada-fría húmeda ó sur-austral, que incluye las regiones IX, X, XI y XII, caracterizada por un clima templado a frío húmedo, con preci- pitaciones a lo largo de todo el año aunque concentradas en 9 meses. Para efectos de la serie temporal de inventarios anuales, esta subdivi- sión genera los límites para la aplicación de factores de emisión y da- tos de actividad paramétricos regionales. Se trabajó con la premisa que las regiones administrativas, que integran una misma macrorregión agroecológica, ocupan los mismos factores de emisión y datos de acti- vidad paramétricos.
2.2. Determinación de categorías claves y sub-categorías significativas
Debido a la existencia de inventarios anuales previamente elaborados, entre los años 1984 y 1999, se tomó la decisión de usar el inventario del año 1994 -correspondiente al año base nacional- para predefinir las categorías claves y subcategorías significativas, información que permite tomar decisiones sustentadas sobre los métodos por aplicar, a nivel de cada categoría. En este análisis, tal como indican las guías de buenas prácticas, no se consideraron las categorías pertenecientes al Sector “Cambio de Uso de los Suelos y Forestal”.
Para este análisis, las emisiones de cada gas invernadero fueron trans- formados en emisiones de CO2-equivalentes, mediante la aplicación de los potenciales de calentamiento global, específicos para cada gas. Los valores empleados, propuestos por el PICC A, son los siguientes: • CO2: 1,
• CH4: 21 (1 Gg CH4 = 21 Gg CO2-equivalente), y
• N2O: 310 (1 Gg N2O= 310 Gg CO2-equivalente).
El resultado de este análisis (Cuadro 3.1.) indica que las categorías que más contribuyen a las emisiones nacionales pertenecen a los sectores “Energía” y “Procesos Industriales”, condición que se reitera en práctica- mente todos los países del mundo; las tres primeras categorías congre- gan el 55,1% del total de las emisiones nacionales.
La condición de país no industrializado de Chile queda reflejada en el inventario, por el hecho que hay categorías de “Agricultura” y “Resi- duos” que hacen aportes relativamente altos. Del análisis efectuado, surgieron las siguientes categorías claves de los sectores no-energía:
• emisión de metano (CH4) por fermentación entérica (categoría 4.A), con una contribución del 9,6% de las emisiones nacionales,
A Cuadro 1 (página 14, documento FCCC/CP/1999/7 “Review of the implementation of commitments and of other provisions of the convention, UNFCCC Guidelines on Reporting and Review”, 16/02/2000)
Cuadro 3.1. Determinación de las categorías clave (según inventario 1994)
CO2- Contribución
SECTOR/categoría equivalente Indi- Acumu-
Gg año-1 vidual lada
(1. Energía) Transporte 13.049,4 22,6% 22,6%
(1. Energía) Industrias de la energía 9.492,0 16,4% 39,0%
(2. Procesos Industriales) Industrias
manufactureras y de la construcción 9.319,8 16,1% 55,1%
(4. Agricultura) Fermentación entérica 5.564,8 9,6% 64,7%
(1. Energía) Residencial, comercial, institucional 4.780,5 8,3% 73,0% (4. Agricultura) Suelos agrícolas, emisión
directa de N2O 4.693,9 8,1% 81,1%
(6. Residuos) Residuos sólidos domiciliarios 1.557,1 2,7% 83,8% (4. Agricultura) Suelos agrícolas, emisión
indirecta de N2O 1.495,9 2,6% 86,3%
(4. Agricultura) Manejo del estiércol-N2O 1.304,8 2,3% 88,6% (2. Procesos Industriales) Producción de cemento 1.021,1 1,8% 90,4%
(4. Agricultura) Manejo del estiércol-CH4 1.009,1 1,7% 92,1%
(2. Procesos Industriales) Hierro y acero 812,2 1,4% 93,5%
(1. Energía) Agricultura, Forestal, Pesca 804,9 1,4% 94,9%
(4. Agricultura) Quema de residuos agrícolas 659,5 1,1% 96,0%
(1. Energía) Petróleo y gas natural 659,4 1,1% 97,2%
(4. Agricultura) Suelos agrícolas, N2O
por pastoreo directo 559,2 1,0% 98,1%
(2. Procesos Industriales) Productos químicos 292,1 0,5% 98,7% (6. Residuos) Escorrentía de aguas
servidas no tratadas 206,7 0,4% 99,0%
(6. Residuos) Residuos líquidos industriales 202,9 0,4% 99,4%
(2. Procesos Industriales) Minería del carbón 195,3 0,3% 99,7%
(4. Agricultura) Cultivo del arroz 134,4 0,2% 99,9%
(2. Procesos Industriales) Aleaciones férricas 36,7 0,1% 100,0%
(6. Residuos) Aguas servidas 3,2 0,0% 100,0%
Total nacional 57.854,9 100,0%
• emisión directa de óxido nitroso (N2O) desde suelos cultivados (ca- tegoría 4.D1), con una contribución del 8,1%,
• emisión de metano (CH4) desde sitios de disposición final de resi- duos sólidos, (categoría 6.A), con una contribución del 2,7%,
• emisión indirecta de óxido nitroso (N2O) desde suelos cultivados (categoría 4.D3), con una contribución del 2,6%,
• emisión de óxido nitroso (N2O) por gestión del estiércol apilado (ca- tegoría 4.Bb), con una contribución del 2,3%, y
• emisión de metano (CH4) por gestión del estiércol apilado (catego- ría 4.Ba), con una contribución del 1,6%.
El siguiente paso fue determinar las subcategorías significativas de las categorías múltiples, que son:
• fermentación entérica y gestión del estiércol-CH4, conformadas por las especies de animales domésticos,
• gestión del estiércol-N2O, conformada por los diferentes sistemas de tratamiento de estiércol, y
• suelos cultivados- N2O, conformada por los diferentes insumos antrópicos de nitrógeno.
Dado que el PICC no proporciona métodos nivel 2 para los suelos cultiva- dos y la gestión del estiércol-N2O, la identificación de las sub-categorías significativas categorías es irrelevante y solo tiene un valor académico. El Cuadro 3.2. presenta la estimación del impacto de las especies ani- males domésticas sobre las emisiones de metano por fermentación entérica y manejo del estiércol, según el inventario de 1994.
Ella indica que:
• para las emisiones de metano por fermentación entérica, solo la masa bovina no-lechera es subcategoría significativa, con un aporte del 69% de estas emisiones; si se le suma la población bovina lechera (vacas lecheras), la contribución bovina alcanza al 88% de las emi- siones de la categoría, y
• para las emisiones de metano por manejo del estiércol, las dos es- pecies significativas son los bovinos no-lecheros y los porcinos, con contribuciones del 38,4 y 34,2%, respectivamente; si a los bovinos no-lecheros, se suman los lecheros, el aporte de la especie alcanza al 58,8% de las emisiones de la categoría.
El Cuadro 3.3., presenta el resultado del análisis efectuado para las sub-categorías de los suelos cultivados; este análisis identificó a los fertilizantes sintéticos (33%) y la fijación simbiótica de nitrógeno (27%), como las dos sub-categorías significativas, quedando las otras fuentes por debajo del umbral del 25%.
La “fijación simbiótica” incluyó la fracción leguminosa de las praderas establecidas y/o mejoradas, las que contribuyen con el 94,2% de las
Cuadro 3.2. Estimación del significado de las especies animales
Especie Población Fermentación Entérica Manejo del estiércol Mil FE por CH4 Contrib. FE por CH4 Contrib. cabezas defecto emitido individual defecto emitido individual
kg cb-1 kg cb-1
año-1 Gg año-1 año-1 Gg año-1
Bovinos lecheros 633,9 78,8 50,0 18,8% 15,45 9,8 20,4% Bovinos no-lecheros 3.429,0 53,0 181,7 68,6% 5,39 18,5 38,4% Ovinos 3.897,9 5,0 19,5 7,4% 0,10 0,4 0,8% Porcinos 1.643,2 1,5 2,5 0,9% 10,00 16,4 34,2% Caprinos 775,8 5,0 3,9 1,5% 0,11 0,1 0,2% Camélidos sudamericanos 177,2 6,0 1,1 0,4% 1,28 0,2 0,5% Aves de corral 28.392,2 Sin NE 0,0% 0,08 2,3 4,7% Equinos 337,9 18,0 6,1 2,3% 1,09 0,4 0,8% Mulas y asnos 32,9 10,0 0,3 0,1% 0,60 <0,1 <0,1% TOTAL 265,1 48,1
Cuadro 3.3. Estimación del significado de las fuentes de N
Fuente de N N FE para Emisión Significado
incorporado aportado emisión directa directa individual kton N año-1 kg N-N 2O kg N -1 Gg N-N 2O año -1 Fertilizante sintético 181,19 0,0125 2,27 32,9% Guano animal 127,77 0,0125 1,60 23,2% Fijación simbiótica 146,12 0,0125 1,83 26,5% Residuos de cultivos 95,41 0,0125 1,19 17,3% Lodos cloacales NO * 0,0125 NO * Sin Cultivo de
histotoles Sin DA ** 5,0 NE ** Sin
TOTAL 550,49 6,88 100%
* No existentes, al año 1994
** Chile no posee datos de actividad confiables sobre estos suelos Subcategorías significativas o importantes se indican sobre fondo amarillo
emisiones de la subcategoría. Al excluir las praderas, que no están explí- citamente incluidas en las guías metodológicas y para las que se asumió una participación de leguminosas fluctuante entre 10 y 90%, el aporte de la sub-categoría se reduciría substancialmente hasta hacerse no signi- ficativa: la importancia relativa de los fertilizantes aumentaría al 44,8%, el aporte del estiércol y la incorporación de residuos vegetales se harían significativos (31,6 y 23,6%, respectivamente).
2.3. Selección de métodos
Sobre la base de estas evaluaciones preliminares y un análisis exploratorio de la información disponible, se tomó la decisión de in- tentar aplicar el método nivel 2 a:
• la emisión de metano (CH4) del ganado bovino, tanto por fermenta- ción entérica como por manejo del estiércol, y
• la emisión de metano (CH4) del ganado porcino, por manejo del estiércol.
Esta decisión obligó a realizar una caracterización minuciosa de estas especies. Las emisiones de las restantes especies animales fueron esti- madas con el método nivel 1, significando una caracterización previa simplificada.
Para las otras categorías claves (manejo del estiércol-N2O, suelos agrí- colas y residuos sólidos domiciliarios), se trabajó con el método nivel 1 aunque la premisa –a diferencia de las categorías no-claves- fue in- tentar aplicar datos de actividad paramétricos de validez regional y/o nacional, así como también ajustar los factores de emisión a las circuns- tancias de las macrorregiones agroecológicas, previamente definidas. Para las categorías no-claves, se aplicó el método nivel 1 con factores de emisión y datos de actividad paramétricos por defecto, a menos que se dispusiera de valores país-específicos. Para el Sector “Cambio de Uso de los Suelos y Forestal”, se trabajó con métodos simplificados, factores de emisión preferentemente por defecto y datos de actividad paramétricos país-específicos, generados tanto por mediciones de cam- po como por juicio de expertos.
2.4. Balances de masas
El paso siguiente fue la construcción de los balances de masas (léase, asignación de destinos finales), para variables con usos/destinos múlti- ples, que son los residuos de cultivos, estiércol animal, biomasa fores- tal y aguas servidas, de modo de hacer una asignación adecuada de fracciones a sus respectivas categorías, evitando así dobles contabili- dades o subestimaciones.
A. Residuos de cultivos
Según las guías de buenas prácticas, la incertidumbre en la estimación de las emisiones de CH4 y N2O, procedentes de la quema de residuos agrícolas, es función inversa de la precisión con que se determina la
fracción de los residuos agrícolas que son quemados en el campo; por ello, dicho documento recomienda realizar un análisis exhaustivo, a través de un balance de masas, para determinar el destino final de los residuos, desagregados por cultivo o grupo de cultivos similares. No se encontró ningún estudio sobre los destinos finales de los resi- duos vegetales generados, por lo que, ajustándose a las buenas prácti- cas del PICC, se trabajó sobre la base de juicio de expertos, básica- mente en este caso investigadores INIA A. La información así generada
consideró los siguientes destinos finales:
• residuos mantenidos en el campo (in-situ):
→ consumo animal (sin asignación),
→ incorporados al suelo (contabilizados en “Suelos Agrícolas”),
→ residuos quemados (contabilizados en “Quema de Residuos”), y
• residuos removidos del campo (off-situ):
→ enfardados y dados a animales estabulados (sin asignación),
→ removidos del campo, para otros usos (si es para producir ener- gía, deben ser contabilizados en el Sector Energía).
Los balances –algunos de cuyos resultados, se presentan en la figuras 3.1. a 3.8.– fueron construidos para cultivos anuales (cereales, hortícolas, otros) y perennes (frutales caduficolios). Los cultivos hortícolas considerados fueron de aquellas especies más importantes, por superficie y cantidad de residuos generados; los cultivos fueron achicoria, arveja de consumo en verde, haba, lechuga, maíz para cho- clo, melón, pepino ensalada, tomate, pimiento, poroto para consumo granado y en verde, repollo, sandía, zapallo de guarda y temprano, y zapallo italiano.
En cuanto a las especies frutales, sólo se consideró las caducifolias pues son las que generan importantes volúmenes de residuos de poda. Estas especies fueron almendro, cerezo, ciruelo, damasco, duraznero, kiwi, manzano, nectarino, nogal, peral, vid para uva de mesa, vid pisquera y vid vinífera.
A Los investigadores consultados fueron Francisco Tapia F., Jorge García-Huidobro P-A., Ignacio Ramírez A., Gamalier Lemus S., José María Peralta A., e Iván Muñoz H., a quienes se agradece su cooperación
Figura 3.1. Balance de residuos de cereales: arroz, según región
Figura 3.2. Balance de residuos de cereales: avena, cebada, centeno y trigo (por región)
Figura 3.3. Balance de residuos de cereales: maíz para choclo (todo el
país)
Figura 3.4. Balance de residuos de leguminosas: lentejas, chícharos y
Figura 3.8. Balance de residuos de poda frutal, para el año 2003 Figura 3.5. Balance de residuos de
leguminosas: arveja y poroto, ambos para consumo directo (todo el país)
Figura 3.6. Balance de residuos de otros cultivos: remolacha azucarera (entre
regiones VI y X)
Figura 3.7. Balance de residuos de poda frutal, para el año 1984
Los balances de masas fueron establecidos, por cultivo o grupo de cul- tivos según las macrorregiones agroecológicas en que se dividió el país. Ello permitió reflejar el hecho que el uso del fuego en Chile, como herramienta de gestión de residuos, se concentra en las regiones con mayor actividad agrícola, que son las centrales.
El balance de los residuos de poda no se construyó sobre la base de una desagregación regional sino que del uso de la picadora o trituradora de sarmientos, puesto que, a comienzos de los años 90, empezó a ser una herramienta indispensable en la gestión de los huertos frutales de Chile. La estimación de los expertos consideró que, para el período 1984-1994, el 10% de los residuos de poda eran quemados en el cam- po; a partir de 1994, comenzó una progresiva reducción de la quema
(asumiéndose una tasa de cambio del 10% anual), siendo reemplazada por la incorporación al suelo; al año 2003, este destino concentró el 95% de los residuos producidos.
Para los restantes cultivos hortícolas, de leguminosas y otros (papas, tomate, lupino, maravilla, pimiento, raps, tabaco), la opinión de los expertos fue que la totalidad de los residuos termina siendo incorpora- da a los suelos; es posible que una fracción sea consumida por anima- les pero no es una práctica buscada sino que puede darse, por ingreso libre de animales.
B. Estiércol animal
La asignación de los destinos finales del estiércol se efectuó por espe- cie, a nivel regional, también sobre la base de juicio de expertos A.
Según estos, no hay evidencias que indiquen que la desagregación –a nivel de cada especie- haya variado a lo largo de la serie temporal. Los destinos finales considerados fueron:
• estiércol producido por animales en pastoreo directo B (contabiliza-
do en la categoría 4.D2 “Suelos agrícolas-pastoreo directo), y
• estiércol producido por animales en confinamiento (contabilizado en la categoría 4.B(a) y 4.B(b) “Gestión del estiércol”), desagregado en los siguientes sistemas de tratamiento:
→ esparcimiento diario,
→ almacenamiento en seco,
→ sistemas líquidos, y
→ lagunas anaeróbicas.
Los balances fueron aplicados a los bovinos (que cuentan con pobla- ciones mantenidas a campo abierto y confinadas), y a los porcinos y aves de corral (que corresponden a poblaciones confinadas); en el caso de los cerdos, la población difiere en cuanto a los sistemas de trata- miento, en tanto que el estiércol de las aves es tratado en seco, con una
A Francisco Salazar S., INIA-Remehue
B Si bien, para este caso, se trata de guano o excrementos, el PICC se refiere a estiércol; con el objeto de no confundir, se hace uso de este término
disposición final que se divide entre alimentación de ganado bovino y aplicación a los suelos.
Las poblaciones de las restantes especies (ovinos, caprinos, camélidos de altura, equinos, mulas y asnos) son criadas a campo abierto, con una mínima fracción de tiempo en corral; para estas, el 100% del es- tiércol A producido debe ser contabilizado en la categoría 4.D2 “Suelos
Agrícolas-animales en pastoreo directo”.
Finalmente, se trabajó con el supuesto que todo el estiércol de plante- les confinados termina siendo aplicado a los suelos, por ser la vía de disposición aprobada por las autoridades pertinentes. Aunque hay evi- dencias que ello no ocurre exactamente así, la carencia de datos de actividad confiables imposibilitó ser más precisos en la asignación de los destinos finales.
La distribución de los animales, por confinamiento y sistema de trata- miento del estiércol, se presenta en los cuadros 3.4. y 3.5. La principal fuente de información, para definir la distribución del ganado lechero, fue Smith (1999).
A En este caso, debería hablarse de guano o excretas pero se mantiene el término “estiércol”, que es el empleado por la metodología del PICC
Cuadro 3.4. Distribución de las poblaciones animales, por tipo de manejo del estiércol, en % (válida para todo el país)
Especie Lagunas Sistema Esparci- Almacena- Praderas y Uso como Otros anaeró- de tipo miento miento pastizales combustible siste-
bicas líquido diario sólido y mas
parcelas secas Bovinos no-lecheros 0 0 60 5 35 0 0 Aves de corral 0 0 0 100 0 0 0 Ovinos 0 0 0 0 100 0 0 Porcinos 80 0 15 5 0 0 0 Otras 0 0 0 0 100 0 0
Cuadro 3.5. Distribución de la población de vacas lecheras, según tipo de manejo del estiércol, en %
Sistema Regiones Regiones Regiones
de manejo I a IV V a VII VIII Región IX a XII
Sistemas confinados
(sistemas líquidos) 100 77 38 14,5
Pastoreo
(praderas y pastizales) 0 23 62 85,5
Total 100 100 100 100
El Cuadro 3.5. fue cons- truido con el supuesto que los sistemas confinados corresponden exclusiva- mente a sistemas líquidos y que, además, son utili- zados los 365 días del año. Estos supuestos fue- ron realizados con el fin de simplificar los cálculos de los factores de emisión de metano para el ganado lechero por fermentación entérica. Los resultados se presentan en las figuras 3.9. a 3.11.
Figura 3.11. Balance del estiércol del ganado porcino
(purines)
Figura 3.9. Balance del estiércol del ganado bovino lechero
Figura 3.10. Balance del estiércol del ganado bovino no-lechero
C. Aguas servidas
Para la distribución de las aguas servidas, entre tratadas y no tratadas, se consideró el porcentaje de las aguas servidas que ingresan a plantas de tratamientos, por región y año. Por carencia de estadísticas, las que solo empezaron a partir de 1991, los datos para años anteriores fueron tomados de los inventarios anuales de la serie temporal 1984/1998 (INIA, 2000); ello condujo a la construcción dos series temporales, a saber;
• serie 1984-90, construida con valores por defecto, y
• serie 1991-2003, elaborada con información de la Superintendencia de Servicios Sanitarios (SISS).
Esta evidente inconsistencia no tiene mayor repercusión en las emisio- nes, puesto que el tratamiento de aguas servidas era prácticamente inexistente hasta 1991. El resultado se presenta en la Figura 3.12. Que- da en evidencia, que la carencia de sistemas de tratamiento de aguas servidas empezó a ser superada a contar de 1991, para llegar al 2003, con una cobertura nacional de prácticamente el 50%.
Figura 3.12. Balance de masa de aguas servidas tratadas y no tratadas a nivel nacional, serie temporal 1984/2003
D. Biomasa forestal
Para el inventario 1994 (INIA, 1999), fue necesario estimar los desti- nos finales de la biomasa forestal, según las acciones vigentes en el país, que son:
• expansión de biomasa aérea de plantaciones forestales y de bosque nativo manejado,
• extracción de biomasa aérea, por cosecha de productos forestales,
• combustión de biomasa aérea, por incendios forestales, tanto en plantaciones forestales como vegetación natural,
• eliminación de biomasa aérea, por habilitación de suelos forestales y substitución de bosque nativo, y
• abandono de suelos agrícolas, con regresión espontánea de la cu- bierta boscosa.
Debido a la carencia de información publicada, se decidió mantener los algoritmos de flujo de la biomasa forestal, construidos para la serie de inventarios 1984-98, sobre la base de juicio de expertos, la mayoría profesionales dependientes de empresas forestales (INIA-CONAMA, 2000). Se aprovechó esta oportunidad, para efectuar una segunda revi- sión de los algoritmos, los que se presentan en las figuras 3.13 a 3.18.