Análisis del Ciclo de Vida del VinoAutores

Jorge Luis Sal y Rosas Reaño Carlos Eduardo Rocha Mannucci

20Universidad Nacional de Trujillo

I. Introducción

Tradicionalmente el vino se ha elaborado de forma sostenible con un mínimo impacto ambiental. Sin embargo, las actuales tendencias de globalización han modificado gradualmente el proceso de producción del vino, aumentando los costes energéticos y medioambientales. Para minimizar estos costes es necesario un rediseño de los procesos de producción con criterios de eco eficiencia, con objeto de conseguir una producción más ecológica y sostenible que contribuya a aumentar la competitividad de las empresas, reduciendo sus costes de producción y operación.

La producción del vino no sólo conlleva un consumo de energía, sino que precisa de una gran variedad de materiales, que van desde las botellas y cajas necesarias para el transporte del producto hasta los productos químicos y enológicos o el agua empleada para las operaciones de limpieza en la bodega.

II. Análisis del inventario.

El análisis se ha dividido en tres partes bien diferenciadas: Cultivo y recolección de la vid, procesos de elaboración del vino en bodega donde se integra la fase de embotellado y transporte para distribución (Figura 1). Además tras estas etapas se incluye la disposición final de la botella.

Fase 1: Cultivo y recolección de la vid.

Esta etapa comienza con la preparación del terreno para la plantación y acaba con la recogida de la uva y el transporte hasta la bodega. Para el estudio se considera una vida útil de vid de 50 años. Las operaciones básicas en viticultura engloban la preparación del terreno, la plantación del viñedo, la conducción de la viña en espaldera, el laboreo y mantenimiento del terreno, el riego, fertilización y poda de la vid, la aplicación de productos fitosanitarios y la recogida y transporte de la uva.

Para la realización de estas actividades se consideran las siguientes entradas:

Gasóleo: 0,086 kilos de gasóleo por cada kilo de uva recolectado. La producción de cada hectárea ha sido estimada en 2.760 kilogramos de uva. Esta es la media de los últimos diez años en las Denominaciones de Origen de la zona de estudio.

Alambre y grapas metálicas: 38,6 kilogramos de acero inoxidable por hectárea.

Estacas de roble: de 650 kg/m3 con un 10% de humedad. Se considera una media de 41,4 kilogramos de este material por hectárea cultivada.

Fertilizantes: 400 kilos por hectárea.

Fitosanitarios: 12 litros de fitosanitarios y 4 litros de herbicidas por hectárea. Alternativamente a los tratamientos anteriores, se realiza un azufrado de las viñas. Tres o cuatro pases a razón de 40 Kg./Ha por pase. En el estudio se consideran 100 Kg de azufre por hectárea.

Riego de la vid: La vid es una planta muy resistente a las condiciones de sequía, soporta niveles de pluviometría anual por debajo de 500 mm

(Martínez, A. et al., 2000). Se considerará un riego de 1.000 m3 en las zonas a estudio. Asimismo como la vid es típicamente planta de secano, se considera un bombeo de 50 metros entre la diferencia de altitud y la presión necesaria para riego.

Fase 2: Proceso de elaboración del vino en bodega.

El proceso de elaboración dentro de la bodega dependerá del tipo de vino que queremos obtener al final, así, ya sea tinto, blanco o rosado, los procesos serán distintos. Igualmente sucederá con las calidades; si se busca un crianza no tendrá el mismo proceso de elaboración que el vino joven. Para la obtención de los datos se ha tomado una media de producción de vino, tanto en calidad, como en variedad, de manera que el vino estudiado representa fielmente el producto tipo que se genera en las bodegas. La energía y los materiales que entran a formar parte de los procesos hasta la crianza, (excluyendo el embotellado) son:

Dióxido de azufre: 0,013 gramos de SO2 por cada botella de vino

producida.

Agua: El consumo medio considerado en los procesos de limpieza es de 3 litros de agua por botella de vino producida.

Fenoles: 0,014 kilogramos de fenol por cada botella de vino producida.

Energía eléctrica: El consumo total en la bodega (excluyendo el proceso de embotellado) asciende a 0,1507 kWh por botella de vino producida.

Gasóleo: Se ha detectado un pequeño consumo de combustible, 0,0141 litros/botella.

El proceso de embotellado es uno de los más importantes dentro de la bodega. Incluye el enjuague y escurrido previo de las botellas, el llenado del vino, la colocación del tapón, capsula y etiqueta, y el agrupamiento de las botellas mediante encajonadoras, paletizadoras y encartonadoras. La energía y los materiales que entran a formar parte en este proceso son:

Vidrio: En la zona de estudio, un 22% de las botellas empleadas es de cristal blanco y el 78% restante de cristal verde. Por otra parte, en la actualidad las botellas no se reutilizan, sino que pasan una vez consumido el contenido a formar parte de los residuos urbanos. Parte

de ellas se reciclan por parte de los consumidores que las depositan en los contenedores para este fin. (Un 50% en España según datos de Ecovidrio). La mayor parte de las botellas empleadas son de 0,75 litros de capacidad. Estas botellas pesan del orden de 550 gramos cada una.

Palets de madera para el transporte: 15 gramos de madera/botella.

Cajas de cartón para el transporte: 13 gramos de cartón/botella.

Agua para el proceso de embotellado: para el enjuague de las botellas previo al llenado: 0,6 litros de agua por botella.

Electricidad para el proceso de embotellado: 0,011 kWh por botella.

Fase 3: Transporte.

En la zona estudiada, el vino producido se distribuye para su consumo nacional el 68% del total o para su exportación el 32% restante. En cuanto a las exportaciones, los países receptores del producto final son fundamentalmente de la UE (Alemania, Francia, Bélgica, Holanda, Reino Unido, Suiza, etc.) a los cuales el transporte se hace por carretera principalmente, y de América (EEUU, Canadá y México) donde el transporte es por barco. (Figura 2).

Figura 2: Exportación del vino de Aragón en el año 2006.

En el inventario se ha considerado la producción y el consumo del combustible.

Transporte en camión de 16 toneladas: para el transporte de mercancías en el interior del país. Se ha considerado una media de 500 kilómetros entre la ida y la vuelta y el camión a media carga.

Transporte en camión de 40 toneladas: para el transporte de mercancías al exterior fundamentalmente a los países del continente europeo. Se ha considerado un número de toneladas por kilómetro transportadas de 2,7 y el camión a media carga.

Transporte en barco: para el transporte de mercancías a otros continentes. Se ha considerado un número de toneladas por kilómetro transportadas de 18 y el barco con una carga del 65%.

La media del consumo del transporte considerando la distinta ponderación de mercado interno y externo, es de 0,142 litros de gasóleo por botella.

Fase 4: Disposición final de la botella y valoración del subproducto.

Actualmente en la zona de estudio se recicla un 50% de los envases de vidrio que se consumen en el sector de alimentación. Bajo esta cifra se estima que el comportamiento de los consumidores de botellas de vino reciclan también ese orden de magnitud de botellas. Para valorar el escenario de disposición final de la botella de vino, es necesario introducir el transporte de las botellas hasta la planta de reciclaje de vidrio donde se procederá a su incorporación como materia prima para posterior fabricación de envases nuevos. Además de esta entrada hay dos salidas, que son el envío al vertedero municipal del 50% de los envases que no se reciclan y el reaprovechamiento como materia prima del 50% de envases que sí que se reciclan.

El tratamiento de los materiales en el vertedero municipal se estima como una media de las prácticas realizadas en países como Dinamarca, Francia, Alemania, Grecia, Irlanda, Italia, Luxemburgo, España, Holanda y Reino Unido datadas en diferentes fuentes de información.

En cuanto a la valorización energética, los principales subproductos obtenidos en el proceso del proceso completo de producción del vino son: sarmientos en las podas de los viñedos, raspones en el despalillado de la uva, orujos de los depósitos de encubado o prensado, heces sedimentadas tras la fermentación, y tartratos precipitados del mosto. En la poda de la vid se obtienen de 500 a 800 kg de sarmiento por ha cultivada. Estos sarmientos triturados y mezclados con estiércol pueden compostarse en campo, dando lugar a un abono orgánico. Por otra parte, el poder calorífico acumulado en estos sarmientos puede utilizarse en una caldera de biomasa para obtener agua caliente para el lavado de tanques, para calefacción de las instalaciones o incluso para la generación eléctrica. Los raspones suponen el 8% en peso de la uva a tratar. Estos raspones pueden, al igual que los sarmientos, compostarse o aprovecharse energéticamente. Además pueden ser utilizados como alimento para el ganado. Los orujos y heces, suponen el 15% en peso de

la uva entrante. La utilización de estos subproductos como materia prima en las destilerías soluciona el problema de su eliminación. Los tartratos se obtienen en el destartarizado de los depósitos. Este producto tiene un valor elevado. Por ello existen empresas que se dedican a la limpieza de los depósitos de estabilización quedándose como pago el producto obtenido. Se deben almacenar en un depósito aparte las aguas procedentes del destartarizado para su posterior venta.

El poder calorífico de los subproductos de la vid es menor que el de los combustibles convencionales, pero no despreciable, desde las 2900 kcal/kg del raspón, a las 3250 kcal/kg del sarmiento o las 3500 kcal/kg del orujo. Dada la utilidad de estos residuos se ha detectado un alto reaprovechamiento de los mismos por lo que no se ha analizado el escenario de disposición final de los mismos.

III. Evaluación de impactos del ciclo de vida.

En este apartado, primero se seleccionan las categorías de impacto a evaluar por el método Eco-Indicador 99 H/A. Después se realiza la evaluación del Ciclo de Vida del proceso y el último paso es comparar distintos escenarios para comprobar posibles alternativas y evaluar cuál tiene más o menos impacto sobre el medioambiente.

CLASIFICACIÓN

En un principio las categorías de impacto son todas las que aparecen en el método elegido, pero una vez realizado el primer análisis, éstas se reducen, considerando sólo aquéllas que producen una mayor carga ambiental (más del 1%) para reducir el número de categorías y que el análisis sea más simplificado. Las categorías finalmente seleccionadas son: Cancerígenos, Inorgánicos respirados, Cambio Climático, Ecotoxicidad, Acidificación/Eutrofización, Utilización del suelo y Combustibles fósiles

CARACTERIZACIÓN

De las 507 sustancias iniciales del Inventario Global, el método Eco-Indicador 99 sólo evalúa 165 sustancias, el resto no se tiene en cuenta en el análisis al no estar definidas en ninguna categoría de impacto.

En la Figura 3 se han representado los valores porcentuales de la Caracterización donde puede observarse la influencia de cada etapa en las distintas categorías de impacto.

Figura 3: Caracterizacion según categorías de impacto.

NORMALIZACIÓN Y PONDERACIÓN

El resultado de la ponderación (en milipuntos-mPt) teniendo en cuenta las distintas categorías de impacto se representa en la Figura 4:

Figura 4: Normalización por categorías de impacto.

Puede comprobarse que la categoría de Combustibles Fósiles tiene la mayor puntuación total. Esto es debido al alto consumo de Combustible para transporte, cultivo mecanizado y en menor cuantía procesos en bodega. De la Figura 4 las categorías finalmente seleccionadas por su importancia en la ponderación son: Cancerígenos, Inorgánicos respirados, Cambio Climático, Ecotoxicidad, Acidificación/Eutrofización, Utilización del suelo y Combustibles fósiles

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

La fase de transporte causa el 41% de los impactos sobre todo en las categorías de Combustibles Fósiles e Inorgánicos Respirados, debido principalmente al consumo directo de gasóleo como combustible para transporte. La producción conlleva también un alto impacto, un 27% del total sobre todo debido especialmente al consumo de Combustibles fósiles e Inorgánicos Respirados por el consumo indirecto de gas natural y otras fuentes de energía para la producción de electricidad necesaria en los procesos de bodega como ya se ha visto anteriormente. El cultivo tiene un 32% de los impactos totales. (Figura 5). La fase de proceso en la bodega es la que menos efectos medioambientales tiene, siendo el transporte y la distribución del producto terminado hasta el consumidor la fase más perjudicial.

Figura 5: Puntuación del Ecoindicador99 por fases y categorías de impacto.

En la Figura 6 se ve cómo se reparten el impacto medioambiental de los distintos subsistemas en los que hemos dividido todo el proceso.

Figura 6: Impacto medioambiental de los distintos procesos en la bodega.

ANÁLISIS ENERGÉTICO Y DE EMISIONES A LA ATMÓSFERA.

En la Figura 7 se presenta la distribución del consumo energético en las distintas etapas del proceso de elaboración del vino suponiendo un bombeo de riego de 50 metros de diferencia de cotas.

Figura 7: Representación del impacto porcentual de las distintas etapas de la elaboración sobre el consumo de energía.

Las operaciones a realizar en el viñedo durante el ciclo agronómico requieren unos importantes consumos de combustible para la recolección de la uva (cada vez más mecanizada) y para su transporte a las bodegas. Además el creciente uso de fertilizantes y productos fitosanitarios aumentan los recursos energéticos y materiales en esta etapa. La creciente comercialización del vino embotellado sustituyendo paulatinamente a la comercialización del vino a granel hace que se tenga que transportar junto con el vino elaborado, las

botellas, cajas, palets y embalajes necesarios duplicando el peso de la expedición final. Por otra parte, la cada vez mayor presencia de las exportaciones en el sector conlleva un aumento continuo del coste energético del transporte. En la zona estudiada, las exportaciones han pasado de representar el 2% de la producción en el año 1992 a representar más del 50% en el año 2006 (ICEX, 2007) con un crecimiento exponencial. Además se ha producido un aumento del transporte interior, pasando de un consumo local a una mayor representatividad de los productos en todas las regiones.

En el sector vitivinícola el calentamiento global es causado principalmente por las emisiones de CO2, de CH4 y de N2O a la atmósfera. El calentamiento global

está muy relacionado con los impactos medioambientales derivados del consumo energético y de la fermentación de la materia orgánica así como de la nitrogenización del suelo de cultivo. El importante impacto del embotellado sobre el calentamiento global se debe a la creciente comercialización de este tipo de vino.

Figura 8: Representación de las emisiones de GEI de las distintas etapas de elaboración del vino.

ESCENARIOS ALTERNATIVOS Y RESULTADO FINAL.

Las fases del proceso donde hay que realizar los mayores esfuerzos, son el cultivo y recolección, el embotellado, y el transporte hasta el usuario final. Los escenarios alternativos que se estudian no son únicos, sino que quieren servir de ejemplo para demostrar que cualquier disminución de consumo de energía y materiales puede hacer disminuir los efectos perjudiciales que la actividad humana genera sobre el medio. Al sector se le pueden ocurrir otros o incluso modificaciones de los planteados. Esta es otra ventaja del ACV, la no existencia de limitaciones para la reingeniería y diseño del producto. Los escenarios alternativos analizados son:

A. Riego con alta necesidad de Bombeo: En ocasiones es necesario bombeo en diferencias de cotas de hasta 250 metros. (Martínez, A. et al, 2000). El análisis hasta ahora se ha hecho para 50 metros. Este escenario duplica el impacto medioambiental de la fase de cultivo, tan sólo variando el bombeo necesario de agua para riego, manteniendo todas las demás variables de la fase de cultivo. Es

pues un buen indicador de la alta sensibilidad del riego de la vid en el producto final. El impacto global del proceso aumentaría en un 26%

B. Cultivo más “ecológico” de la Vid: Con prácticas que no empleen un aporte extraordinario de agua de riego, ni fertilizantes ni productos fitosanitarios que no sean de naturaleza orgánica. En este caso se disminuye a la tercera parte el impacto medioambiental del escenario inicial. Existe el riesgo de obtener menos cantidad de producto final, pero no de menor calidad, por lo que siguiendo en la línea de apuesta por la calidad que es la que existe en el mercado vitivinícola, los efectos perjudiciales en la economía del sector serían mínimos y en todo caso se verían recompensados por la mejora de imagen y los ahorros obtenidos por la aplicación de dichas alternativas. La disminución en el impacto global sería de casi un 25%.

C. Empleo de envases aligerados: Una de las soluciones al problema de transporte y el empleo masivo de vidrio para las botellas es el rediseño de las mismas empleando envases aligerados, con menos material y la misma resistencia mecánica al estilo de los esfuerzos realizados en el sector cervecero. Se podría reducir el peso para el transporte y el empleo de materiales para la fabricación de dichos envases. Se obtendría una disminución del 50% en la fase de producción del vino, y del 20% en el transporte. El impacto global respecto a la situación inicial disminuiría un 22%.

D. Producto final sin embotellar: Comercialización del vino sin embotellar, envasándolo una vez se haya llegado al mercado donde se realice la venta al consumidor final. Se mejorarían los impactos del transporte en un 33%. A su vez, la fase de producción en la que está englobado el embotellado mejoraría sus ratios de impacto medioambiental en un 65%. El impacto global disminuiría en un 31%.

E. Embotellado reutilizando envases: Si se reutilizaran hasta 5 veces las botellas se disminuye el impacto producido en la fase de producción en un 50%. Los efectos medioambientales globales mejoran en un 15% respecto de la situación inicial. Se ha considerado el coste de transporte para cerrar los ciclos en logística inversa.

F. Embotellado con envases reciclados: Si mediante la concienciación de la población a través de campañas de sensibilización y divulgación consiguiéramos pasar del 50% actual al 80% de reciclado se mejorarían los impactos globales en un 11%.

Si realizamos las mejoras que se han planteado obtenemos los siguientes resultados en milipuntos según el Ecoindicador 99 H/A: (Figura 9)

Figura 9: Escenarios alternativos en mpt según Ecoindicador 99 H/A.

Se presentan una situación inicial de partida fruto de la actividad actual y una mejorada, final, que ha sido el resultado de elegir entre las distintas alternativas ofertadas las dos más fácilmente realizables (la B y la D).

El escenario final que se ha valorado puede servir como ejemplo para demostrar cómo se puede obtener de forma práctica una disminución, en este caso del 52%, en los impactos medioambientales globales en un proceso productivo como es la elaboración de una botella de vino. Recordemos que se han escogido la actuación B y D.

Analizando el consumo de energía, el reparto por fases en la situación optimizada en la que se considera un producto final sin embotellar (y por tanto sin empaquetar), y con un cultivo como se ha definido anteriormente más “ecológico”, los resultados se aprecian en la Figura 10:

Figura 10: Reparto del consumo energético por fases de elaboración en una situación optimizada.

Si comparamos con la situación de partida desaparecen las fases de embotellado y el empaquetado y al reducir sus consumos las fases de transporte (menor peso) y cultivo (menores regadíos), aumentan su peso relativo los procesos en bodega. Cuantitativamente lo podemos ver en la Figura 11:

Figura 11: Comparativa del consumo energético (kcal/0,75cl) y de emisiones de GEI (grCO2eq/0,75cl) entre la situación inicial y mejorada.

Es decir, en cada botella ó 0,75 cl se conseguirían ahorros de 3500 kcal y 1 kg de CO2eq, lo que llevado al territorio nacional con una producción en el año 2007

de 39 millones de hectolitros, resultaría un ahorro energético de 1,8 millones de tep y más de 5 millones de toneladas de CO2eq evitadas. A escala europea,

con una producción de 185,5 millones de hectolitros de vino embotellado los ahorros serían de 8,5 Mtep y 24 MtCO2eq.

IV. Bibliografia.

Agencia de Desarrollo Económico de la Rioja (ADER). 2001. Proyecto Life 99 ENV/E/000349, Manual de buenas prácticas medioambientales aplicadas al sector vitivinícola, Logroño, España.

Frischknetcht et al., (1996), 3rd edition, "Öko-inventare von Energiesystemen" www.energieforschung.ch