IV Taller Internacional “La Modelización en el sector agropecuario”

Uso de modelos de optimizaciUso de modelos de optimizacióón con n con indicadores ambientales y econindicadores ambientales y econóómicosmicos

PE AEES 1732 “Evaluación del impacto económico de los Servicios Ambientales en los Sistemas de Producción y las externalidades asociadas: los casos de las ecorregiones

pampeana y chaqueña”

Engler, P. y Vicente, G. INTA EEA Paraná

Problema

•Avance de la agricultura, en especial del cultivo de soja.

•Generación de impactos negativos en el medio ambiente por parte de la actividad agrícola (balances negativos de nutrientes y de materia orgánica, erosión, contaminación, emisión de GEI, reducción de la biodiversidad, etc).

•Disponibilidad de técnicas de conservación. Algunas de gran difusión y adopción por parte de los productores, como es la siembra directa y otras que aún no cuentan con un grado importante de adopción, como las terrazas, rotaciones y fertilización.

ObjetivosObjetivosObjetivo General:Objetivo General:

Analizar el impacto económico y ambiental del funcionamiento de un sistema de producción agrícola en Entre Ríos.

Objetivos EspecObjetivos Especííficos:ficos:

� Modelizar la organización de la empresa a través de los insumos utilizados, los productos obtenidos y los resultados económicos y ambientales logrados.

� Analizar soluciones óptimas que compatibilicen resultados económicos y ambientales a través de la inclusión de alternativas tecnológicas conservacionistas adoptables por los productores.

Materiales y mMateriales y méétodostodos

ÁÁrea de estudio ZAH rea de estudio ZAH ““ParanParaná”á”

Superficie: Superficie: 884.412 ha 884.412 ha al 11,3% de la superficie provincialal 11,3% de la superficie provincial ..

Fuente: RIAN INTAFuente: RIAN INTA

Paraná

ZONA VIII

CaracterizaciCaracterizacióón de la zona de estudion de la zona de estudio� Paisaje ondulado y muy dinámico, con importantes procesos de

degradación de suelos, especialmente por erosión hídrica. � Pendientes: de moderadamente pronunciadas (2-4% de inclinación y

localmente hasta 8-10 %) a levemente pronunciadas (0,5-1 %). � Ambientes agroecológicos similares a la región pampeana con suelos

predominantes del orden Molisol y en menor medida del orden Vertisol.� Las actividades agropecuarias de relevancia: agricultura y ganadería de

carne y leche. � Agricultura:

- La superficie implantada: 562.848 hectáreas (63% del área total). - el 64% corresponde a oleaginosas y 36% a los cereales- participación de cultivos más importantes:

Soja: 63% Trigo: 20%Maíz: 10%

(Proyecto SIBER, BCER. 2010).

�� ProgramaciProgramacióón lineal n lineal multicriteriomulticriterio�� Modelos complementarios para calcular los indicadores Modelos complementarios para calcular los indicadores

ambientalesambientales

PasosPasos–– SelecciSeleccióón de variables a optimizar (indicadores n de variables a optimizar (indicadores econeconóómicos y ambientales).micos y ambientales).

–– ConstrucciConstruccióón del modelo (sistema representativo)n del modelo (sistema representativo)–– EstimaciEstimacióón de matriz de pago n de matriz de pago

MMéétodo a utilizartodo a utilizar

Modelo: ProgramaciModelo: Programacióón n multicriteriomulticriterio

USLEUSLEErosiErosióón (ERO)n (ERO)

Diferencia entre aportes Diferencia entre aportes y salidasy salidasBalance de fBalance de fóósforo (BP)sforo (BP)

Modelo de Modelo de ÁÁlvarez, 2006lvarez, 2006Balance de Carbono (BC)Balance de Carbono (BC)

TargetTarget MOTADMOTADRiesgo (RE)Riesgo (RE)

Margen bruto totalMargen bruto totalResultado econResultado econóómico (MBT)mico (MBT)

EstimadorEstimadorVariable a optimizarVariable a optimizar

DescripciDescripcióón del Sistema de Produccin del Sistema de Produccióónn

�� Sistema agrSistema agríícolacola�� Superficie total: 350 ha. Superficie total: 350 ha. �� Suelos Suelos MolisolesMolisoles y y VertisolesVertisoles�� Pendientes: en Pendientes: en MolisolesMolisoles de 3% y 200 metros de largo de 3% y 200 metros de largo

en en VertisolesVertisoles: 2% y 300 metros de largo.: 2% y 300 metros de largo.�� RRéégimen de tenencia: propietario gimen de tenencia: propietario –– arrendatario (40% arrendado).arrendatario (40% arrendado).�� Mano de obra: 2 EH familiar 1 EH asalariadoMano de obra: 2 EH familiar 1 EH asalariado�� Actividades agrActividades agríícolas: soja1 trigo/soja macolas: soja1 trigo/soja maíízz�� Siembra directa.Siembra directa.�� Rendimientos diferenciales segRendimientos diferenciales segúún se trate de n se trate de MolisolMolisol o o VertisolVertisol. 4% . 4%

menos para trigo en menos para trigo en VertisolVertisol respecto a un respecto a un MolisolMolisol, 10% menos para , 10% menos para soja y 17% menos para masoja y 17% menos para maííz.z.

�� No existe una rotaciNo existe una rotacióón diferente segn diferente segúún se trate de n se trate de MolisolesMolisoles o o VertisolesVertisoles..

¿¿CCóómo llegamos a este sistema?mo llegamos a este sistema?

�� Tratamiento del CNA 02.Tratamiento del CNA 02.�� Encuestas del aEncuestas del añño 2006.o 2006.�� Informantes calificados: mInformantes calificados: méétodo todo DelphiDelphi..

La matriz de ProgramaciLa matriz de Programacióón Linealn LinealActividades mActividades máás importantes: tecnologs importantes: tecnologíía tradicional y a tradicional y

conservacionistaconservacionista

�� Cultivos: trigo, soja2, soja1 y maCultivos: trigo, soja2, soja1 y maííz z �� TecnologTecnologíía actual: nivel medio de fertilizacia actual: nivel medio de fertilizacióón fosforada y sin n fosforada y sin

curvas de nivel curvas de nivel �� TecnologTecnologíía a ““conservacionistaconservacionista””: mayor nivel de fertilizaci: mayor nivel de fertilizacióón n

fosforada y curvas de nivelfosforada y curvas de nivel�� Las actividades corresponden a suelos Las actividades corresponden a suelos MolisolesMolisoles y y VertisolesVertisoles

Total: 40 actividadesTotal: 40 actividades

Indicadores ambientalesIndicadores ambientales�� La erosiLa erosióón n EcuaciEcuacióón Universal de Pn Universal de Péérdida de Suelo (USLE)rdida de Suelo (USLE)

PPéérdida de suelo = K*LS*C*R*Prdida de suelo = K*LS*C*R*P

K: K: erosionabilidaderosionabilidad del suelodel suelo C: efecto cobertura del cultivoC: efecto cobertura del cultivoLS: factor de grado y longitud de la pendienteLS: factor de grado y longitud de la pendiente R: energR: energíía erosiva de las lluviasa erosiva de las lluviasP: efecto de prP: efecto de prááctica de manejo del cultivo (SD=1)ctica de manejo del cultivo (SD=1)

K=f (tipo de suelo)K=f (tipo de suelo)LS=f (curvas; tipo de suelo)LS=f (curvas; tipo de suelo)C= f (cultivo, tipo de suelo, curva, fertilizaciC= f (cultivo, tipo de suelo, curva, fertilizacióón)n)R y P son constantesR y P son constantes

�� El Balance de Carbono: Modelo de El Balance de Carbono: Modelo de ÁÁlvarez 2006lvarez 2006

BC=R*CAHBC=R*CAH--CO*CMCO*CM--ppéérdidas por erosirdidas por erosióónn

R: rendimientoR: rendimientoCAH: coeficiente de aporte de humus de los residuosCAH: coeficiente de aporte de humus de los residuosCO: carbono orgCO: carbono orgáánico del suelonico del sueloCM: coeficiente de mineralizaciCM: coeficiente de mineralizacióón de la materia orgn de la materia orgáánicanica

R=f (cultivo, tipo de suelo, curva, fertilizaciR=f (cultivo, tipo de suelo, curva, fertilizacióón)n)CAH = f (cultivo)CAH = f (cultivo)CO=f (tipo de suelo)CO=f (tipo de suelo)CM = constanteCM = constante

Indicadores ambientalesIndicadores ambientales

Balance de fBalance de fóósforosforo

Balance = ReposiciBalance = Reposicióón n –– (Extracci(Extraccióón + Pn + Péérdida por erosirdida por erosióón)n)

ReposiciReposicióón = f (composicin = f (composicióón del fertilizante, dosis de n del fertilizante, dosis de fertilizacifertilizacióón)n)

ExtracciExtraccióón = f (cultivo, curva, fertilizacin = f (cultivo, curva, fertilizacióón, tipo de n, tipo de suelo) suelo)

PreciosProductosInsumos

Mano de obraServicios

Precios

Actividad.Agrícolas

Tiempo ocup.Tecnología

Costos Direc.Ingresos

Margen Bruto

IndicadoresAmbientales

erosiónbalance de C

y balance de P.

RiesgoCálculo

MB desde2000 a 2009

Matrizde PL

ResultadosEconómicos Ambientales

AgricInd.amb.

Riesgo

Matriz

Resul.

Hoja 1 Hoja 2 Hoja 3 Hoja 4 Hoja 5 Hoja 6

El modelo en planilla de cEl modelo en planilla de cáálculolculo

ResultadosResultados

100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%TOTALTOTAL

32%32%32%32%26%26%64%64%20%20%MaMaíízz

MMááx.x.MBMB

TrigoTrigo

SojaSoja (de 1(de 1ºº y 2y 2ºº))

Uso del suelo (ha)Uso del suelo (ha)

34%34%34%34%37%37%18%18%25%25%

34%34%34%34%37%37%18%18%55%55%

MMíín.n.RERE

MMíín.n.EROERO

MMááx.x.BPBP

MMááx.x.BCBC

Variable a optimizarVariable a optimizar

En todos los casos la tecnología corresponde a curvas de nivel y altas dosis de fertilización (tecnología conservacionista) a excepción

del Balance de Fósforo)

ResultadosResultados

-0,81-0,811,49-2,65-1,17BP (kg)

100100242126121RE ($)

0,470,473,550,670,91ERO (tn)

-1,27-1,27-3,63-0,75-2,39BC (tn)

1.6701.6701.3581.5401.920MB ($)

HaHaHaHaHa

MMíín.n.RERE

MMíín.n.EROERO

MMááx.x.BPBP

MMááx.x.BCBC

MMááx.x.MBMB

Variable a optimizar

ConclusionesConclusiones�� La programaciLa programacióón lineal resulta adecuada para realizar modelos n lineal resulta adecuada para realizar modelos

que acoplen las cuestiones ambientales con las econque acoplen las cuestiones ambientales con las econóómicas; y micas; y evaluar el impacto de cambios en el grado de intensidad de uso evaluar el impacto de cambios en el grado de intensidad de uso de los recursos en los sistemas de produccide los recursos en los sistemas de produccióón y aproximar el n y aproximar el valor de los bienes y servicios ambientales asociados con las valor de los bienes y servicios ambientales asociados con las medidas de evitar su degradacimedidas de evitar su degradacióón.n.

�� Conflicto: dimensiConflicto: dimensióón ambiental n ambiental -- econeconóómica existe.mica existe.

�� A pesar de ello se pueden compatibilizar los resultados A pesar de ello se pueden compatibilizar los resultados econeconóómicos de las empresas a la vez que se logran mejorar los micos de las empresas a la vez que se logran mejorar los resultados ambientales (balances de nutrientes, materia resultados ambientales (balances de nutrientes, materia orgorgáánica y los niveles de erosinica y los niveles de erosióón).n).

GRACIASGRACIAS

Restricciones mRestricciones máás importantess importantes

�� TierraTierra�� RotaciRotacióón trigo/soja2n trigo/soja2�� Mano de obraMano de obra�� Capital operativoCapital operativo�� MMááximo crximo crééditodito�� Margen brutoMargen bruto�� Restricciones ambientalesRestricciones ambientales

balance de carbonobalance de carbonobalance de fbalance de fóósforosforocantidad de tierra erosionadacantidad de tierra erosionada

Total: 48 restriccionesTotal: 48 restricciones

La matriz de ProgramaciLa matriz de Programacióón Lineal n Lineal ((cont.cont.))

DescripciDescripcióón situaciones de las actividades n situaciones de las actividades agragríícolas: sobre indicadores Econcolas: sobre indicadores Econóómicos e micos e

Indicadores AmbientalesIndicadores Ambientales

IE: mayor costo y mayor ingresoIE: mayor costo y mayor ingreso

IA: Balance de fIA: Balance de fóósforo sforo

IA: balance de CarbonoIA: balance de Carbono

FertilizaciFertilizacióón fosforadan fosforada

IE: Costo de curvas de nivel y mayor ingresoIE: Costo de curvas de nivel y mayor ingreso

IA: erosiIA: erosióónn

IA: balance de C y de PIA: balance de C y de P

Curvas de nivelCurvas de nivel

Impacto sobre indicadorImpacto sobre indicadorTecnologTecnologíía a conservacionistaconservacionista

ResultadosResultados

--4,54,5--15731573BP (BP (kgkg))

19519568.09668.096RE($)RE($)

hahaTotalTotal

14,514,55.0605.060ERO (ERO (tntn))

--1,81,8--628628BC (BC (tntn))

1.1191.119391.730391.730MB ($)MB ($)

SituaciSituacióón Actualn Actual