Tesis:
Análisis de Ciclo de Vida de la Producción de Fruta de Hueso: Comparación entre Agricultura Convencional y Tecnologías de Agricultura Digital
- Autor: NUÑEZ CÁRDENAS, Pablo Marcos
- Título: Análisis de Ciclo de Vida de la Producción de Fruta de Hueso: Comparación entre Agricultura Convencional y Tecnologías de Agricultura Digital
- Fecha: 2025
- Materia:
- Escuela: E.T.S. DE INGENIERÍA AGRONÓMICA, ALIMENTARIA Y DE BIOSISTEMAS
- Departamentos: QUIMICA Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
- Acceso electrónico: https://oa.upm.es/87694/
- Director/a 1º: CORREA HERNANDO, Eva Cristina
- Director/a 2º: SAN MIGUEL ALFARO, Guillermo
- Resumen: In the context of Spain's agro-food sector, which is of great economic importance and one of Europes leading producers of fresh fruit, stone fruit cultivation faces significant challenges that affect its sustainability and competitiveness. The recent decline in production, coupled with a multifactorial crisisincluding rising input costs, the impacts of climate change, and shifts in consumer preferenceshighlights the need to rethink current production systems.
Within this framework, the primary objective of this thesis is to quantify and optimize the life cycle impact of the stone fruit production system in southeastern Spain using Life Cycle Assessment (LCA) and advanced technologies. Its specific objectives include: i) analyzing the carbon footprint and economic impact of the value chain using conventional process-based LCA and EEIOA; ii) assessing the social impact of packaged and ready-to-eat peach production using social LCA; iii) comparing environmental and economic impacts between conventional and precision agriculture; and iv) evaluating the sustainability of attributional LCA with precision agriculture in Murcia. Each study has resulted in a scientific publication.
The carbon footprint analysis using EEIOA and LCA reveals a 19% difference. These discrepancies arise from trade-offs in different life cycle stages. LCA, which focuses on specific processes, reports higher emissions in the initial stages, whereas EEIOA registers greater emissions during production and processing. These differences reflect the limitations of each methodology, as EEIOA accounts for economic inputs not considered in LCA. Nonetheless, both approaches agree that distribution and refrigerated storage are the primary contributors to carbon emissions.
Regarding the social analysis, the thesis combines the use of SHDB to evaluate generic social risks and PSIA to assess impacts on a stone fruit-based product. It identifies commercialization as the stage with the highest social risk, followed by processing, although the study focuses on the latter. The preliminary evaluation using PSIA assigns an average score of +0.88, indicating a social performance above the acceptable level and reflecting continuous improvement.
Additionally, the thesis compares the environmental, economic, and social impacts of attributional LCA in stone fruit production using Precision Agriculture (PA) techniques versus traditional practices. PA optimizes agricultural inputssuch as fertilization, irrigation, and pest controlto reduce resource use and environmental damage. Five impact categories were assessed: climate change, photochemical ozone formation, acidification, eutrophication, and water use. Agricultural inputs, particularly fertilizers, were identified as the largest contributors to damage, except in water use. PA reduced input requirements and achieved 12%-26% savings in environmental impacts and costs.
The research highlights PA as an effective solution to mitigate environmental impacts and reduce economic costs in agricultural systems, achieving an 8% cost reduction due to lower input use. It also decreases social and environmental risks by 20%-30%, improving labor conditions and reducing forced and migrant labor. In conclusion, the thesis underscores the relevance of integrated approaches and advanced technologies, such as Precision Agriculture, for achieving more sustainable agricultural production. It promotes practices that reduce environmental impacts, optimize costs, and improve social welfare, providing critical insights for sustainable agricultural policies and decision-making in the agroindustry.
RESUMEN
En el contexto de un sector agroalimentario español de gran relevancia económica, caracterizado por ser uno de los principales productores europeos de frutas frescas, el cultivo de frutas de hueso enfrenta importantes desafíos que afectan su sostenibilidad y competitividad. La disminución en la producción durante los últimos años, sumada a una crisis multifactorial que incluye incrementos en costos de insumos, impactos del cambio climático y transformaciones en las preferencias de los consumidores, plantea la necesidad de replantear los sistemas productivos actuales. En este marco, la tesis tiene como objetivo principal cuantificar y optimizar el impacto del ciclo de vida del sistema productivo de fruta de hueso en el sureste de España mediante el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) y tecnologías avanzadas. Sus objetivos específicos incluyen: i) analizar la huella de carbono e impacto económico de la cadena de valor usando ACV convencional y EEIOA; ii) evaluar el impacto social en la producción de melocotón listo para consumo con ACV social; iii) comparar los impactos ambientales y económicos entre agricultura convencional y de precisión; y iv) analizar la sostenibilidad del ACV atribucional con agricultura de precisión en Murcia. Cada estudio ha generado una publicación científica.
El análisis de la huella de carbono con EEIOA y ACV muestra una diferencia del 19%. Estas discrepancias surgen de compensaciones en distintas etapas del ciclo de vida. El ACV, centrado en procesos específicos, señala emisiones más altas en etapas iniciales, mientras que el EEIOA las registra en la producción y procesamiento. Estas diferencias reflejan las limitaciones de cada metodología: el EEIOA considera insumos económicos no incluidos en el ACV. Ambos coinciden en que la distribución y el almacenamiento refrigerado son los mayores contribuyentes a las emisiones.
En cuanto al análisis social de la tesis combina el uso de SHDB para evaluar riesgos sociales genéricos y PSIA para evaluar impactos en un producto de fruta de hueso. Identifica la comercialización como la etapa con mayor riesgo social, seguida del procesamiento, aunque el estudio se enfoca en esta última. La evaluación preliminar mediante PSIA otorga una puntuación promedio de +0.88, destacando un desempeño social superior al nivel aceptable y reflejando una mejora continua.
Además, la tesis compara el impacto ambiental, económico y social del ACV de procesos atribucionales en la producción de fruta de hueso con técnicas de Agricultura de Precisión (AP) frente a prácticas tradicionales. La AP optimiza insumos agrícolas (fertilización, riego, tratamientos fitosanitarios) para reducir recursos y daños ambientales. Se evaluaron cinco categorías de impacto: cambio climático, ozono fotoquímico, acidificación, eutrofización y uso del agua. Los insumos agrícolas, especialmente fertilizantes, son los mayores responsables de daños, salvo en el uso del agua. La AP redujo insumos y generó ahorros del 12% al 26% en impactos ambientales y costos.
La investigación resalta que la Agricultura de Precisión (AP) es una solución efectiva para reducir impactos ambientales y costos económicos en sistemas agrícolas, con un ahorro del 8% en costos debido al menor uso de insumos. Además, disminuye los riesgos sociales y ambientales en un 20-30%, mejorando condiciones laborales y reduciendo el trabajo forzoso y migrante.
En conclusión la tesis destaca la relevancia de enfoques integrados y tecnologías avanzadas, como la Agricultura de Precisión, para una producción agrícola más sostenible. Promueve prácticas que reduzcan el impacto ambiental, optimicen costos y mejoren el bienestar social, aportando información clave para políticas agrícolas sostenibles y decisiones en la agroindustria.