Avaliação de ciclo de vida da castanha e do tomate em Portugal

Abstract

A presente dissertação teve como principal objetivo avaliar o desempenho ambiental de ciclo de vida do tomate e da castanha em Portugal, pela aplicação da metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Foram desenvolvidos modelos e inventários de CV para os produtos em estudo. Relativamente à castanha foram considerados três produtores no norte de Portugal (Produtor 1, 2 e 3). Foi analisada uma fábrica de processamento com duas linhas de produção distintas (castanha para consumo em fresco e castanha congelada) e um tipo de embalagem (saco de PEBD). Quanto ao transporte, foi estudada a exportação para o Brasil (de avião e barco) e para França (de camião e avião), e também o transporte nacional para Lisboa e Faro (de camião). As unidades funcionais (UFs) escolhidas para a ACV da castanha foram um quilograma de castanha para consumo em fresco e um quilograma de castanha congelada, embalada e transportada até à plataforma logística. No que diz respeito à ACV do tomate foram analisados cinco produtores de tomate em campo aberto (Produtor A, B, C, D e E) e foram comparados quatro tipos de processamento (polpa, concentrado, tomate cortado e tomate pelado). Quanto à embalagem foram comparados quatro tipos (frasco de vidro de 0,5 L e de 1 L, lata de 0,4 kg e pacote TR 390 mL). Foi também modelada a exportação para Inglaterra e para a Alemanha (comparando o transporte em avião e em camião), e o transporte nacional para o Porto e para Faro (em camião). A unidade funcional selecionada para a ACV do tomate foi uma tonelada de tomate processado, embalado e transportado até à plataforma logística. A avaliação de impactes do ciclo de vida (AICV) foi realizada com recurso aos métodos CML2001 e ReCiPe. Foram identificadas as fases de CV críticas e os processos com maior contribuição para os impactes ambientais. Da ACV da castanha concluiu-se que os impactes do cultivo provém essencialmente da produção e aplicação de fertilizantes e pesticidas, sendo o produtor com impactes ambientais superiores o P3[2010]. As emissões do cultivo para o aquecimento global variaram entre 0,37 e 3,26 kg CO2 eq/kgcastanha, estando esta diferença associada às variações de produtividade. Quanto ao processamento, a linha de congelação obteve impactes superiores à linha de fresco em todas as categorias de impacte. Isto deve-se aos superiores consumos de energia, principalmente de eletricidade (o consumo de eletricidade representa 57-96% do impacte nas diversas categorias). Quanto ao ciclo de vida completo, a exportação para o Brasil em avião apresentou impactes ambientais mais elevados devido ao transporte de avião. Verificou-se que o cultivo da castanha foi a fase de CV com impactes mais elevados (47-94%), com exceção do cenário de exportação em avião para o Brasil e do cenário de exportação em avião para Marselha para a depleção abiótica, o aquecimento global e a depleção da camada de ozono. Para o aquecimento global os impactes associados ao ciclo de vida completo variaram entre 2 e 16,2 kg CO2 eq/kgcastanha. Em relação às conclusões da ACV do tomate verificou-se que os produtores com impactes no cultivo mais elevados são P[C] e P[D], devido principalmente aos elevados consumos de energia (eletricidade e gasóleo) e à produção e aplicação de fertilizantes e pesticidas. Para o aquecimento global, as emissões da fase do cultivo do tomate variaram entre 35 kg CO2 eq/ttomate para P[A] e 80 kg CO2 eq/ttomate para P[C]. Na análise ao processamento concluiu-se que os tipos de processamento com impactes mais elevados são o fabrico de concentrado de tomate (devido aos elevados consumos de gás natural) e de tomate pelado (devido ao consumo de eletricidade). Verificou-se que o frasco de vidro de 0,5 L é a embalagem com impactes superiores (para todas as categorias com exceção da toxicidade humana, ecotoxicidade de água doce e ecotoxicidade marinha em que é a lata de 0,4 kg), e o pacote tetra é a embalagem com impactes inferiores (com exceção da depleção da camada de ozono). Por fim, na análise ao ciclo de vida completo do tomate, verificou-se que os impactes mais relevantes foram para o transporte de avião até Berlim e os impactes mais reduzidos para o transporte nacional para o Porto. A embalagem apresentou os impactes de CV superiores (com exceção da exportação em avião, dos cenários de transporte em camião nas categorias aquecimento global e oxidação fotoquímica, e do cenário de exportação ‘Berlim Camião’ para a depleção abiótica e a eutrofização). Para os cenários de exportação, o cultivo foi a fase de CV que apresentou impactes inferiores nas categorias depleção abiótica, aquecimento global, depleção da camada de ozono e oxidação fotoquímica, sendo que para as restantes categorias foi o processamento. Para o tomate distribuído a nível nacional os impactes de CV mais reduzidos provieram do transporte. Em pormenor para o Aquecimento Global as emissões de GEE de CV completo variaram de 1116 a 7367 kg CO2 eq/ttomate. Quanto ao cultivo da castanha e do tomate, verifica-se que para as categorias toxicológicas os consumos energéticos não representam uma contribuição significativa, contrariamente ao verificado nas restantes categorias analisadas. Para as toxicológicas, as principais contribuições devem-se essencialmente à produção e aplicação de fertilizantes e pesticidas. De um modo geral, e excetuando os cenários de exportação em que o transporte é a fase de CV com maiores impactes ambientais, verifica-se que as fases que mais contribuem para os impactes ambientais de CV são diferentes para o tomate e a castanha. Para o tomate, o cultivo não aparece como a fase de CV com impactes ambientais mais relevantes devido às elevadas produtividades apresentadas. Ao analisar os meios de transporte propostos conclui-se que o avião apresenta impactes ambientais mais elevados para ambos os produtos estudados, devido principalmente aos elevados consumos de combustível.

This thesis aimed to assess the environmental performance of the life cycle of tomatoes and chestnuts in Portugal, by the application of Life Cycle Assessment (LCA) methodology. Life cycle models and inventories were developed. Regarding chestnut, three producers in northern Portugal were considered (Producers 1, 2 and 3). A processing factory with two distinct production lines (fresh chestnut and frozen chestnut) and LDPE bag packaging were analysed. Regarding the transportation phase, exports to Brazil and France, as well as the national transfers to Lisbon and Faro were studied. The functional unit (FU) chosen for the chestnut LCA was 1 kg of chestnuts. Concerning the tomato LCA, five open field tomato growers were analysed (Producers A, B, C, D and E) and four types of processing (tomato puree, tomato paste, diced tomatoes and peeled tomatoes) were compared. As for packaging, four types (1 L and 0.5 L glass bottles, 0.4 kg can and 390 mL carton) were compared. Exports to England and Germany as well as the national transfers to Porto and Faro were also modelled. The functional unit (FU) selected for the LCA tomato was 1 ton of tomatoes. The life cycle impact assessment (LCIA) was performed with CML2001 and Recipe methods. The life cycle's most critical phases and the processes with greater contributions to the environmental impacts were identified. The chestnut LCA concluded that cultivation impacts derived mostly from the production and application of fertilizers and pesticides, and that the producer with higher environmental impacts was P3 [2010]. The contribution to global warming from cultivation ranged between 0.37 and 3.26 kg CO2 eq/kgchestnut. Regarding the processing phase, the impact of the frozen line was superior to the fresh one in all impact categories, which is due to the higher consumption of energy, mainly electricity (57-96%). As for the complete life cycle analysis, exports to Brazil by plane showed higher environmental impacts due to transport by plane. It was found that the cultivation was the LC phase with higher impacts (47-94%), except for the scenario of exports to Brazil by plane and the scenario of exports to Marseille by plane for abiotic depletion, global warming and depletion of the ozone layer. The results of the analysis of the complete LC show that the emissions contributing to global warming range between 2 and 16.2 kg CO2 eq/kgchestnut. The LCA for tomato showed that the producers with higher cultivation impacts were P[C] and P[D]. The impact of these producers was caused mainly by energy consumption (electricity and diesel) and fertilizer application (and its emissions). Emission contributions to global warming from cultivation ranged between 35-80 kg CO2 eq/ttomato. In the analysis regarding processing it is concluded that the types of processing with larger impacts are the manufacture of tomato concentrate (from the high consumption of natural gas) and peeled tomatoes (from the consumption of electricity). It was found that the packaging with higher impacts was the glass bottle of 0.5 L (for all categories except human toxicity, freshwater ecotoxicity and marine ecotoxicity which was the can of 0.4 kg), and the packing with lower impacts was tetra pack (except for ozone layer depletion). Finally, in the complete LC analysis it was found that the impacts were most relevant for transportation by airplane to Berlin and the impacts were lower for national transport to Porto. The packaging showed the highest LC impacts (except for exports by plane, truck transportation scenarios for global warming and photochemical oxidation and exports scenario 'Berlin by truck' for abiotic depletion and eutrophication). For exports scenarios the cultivation was the LC phase that showed the lower impacts in the categories abiotic depletion, global warming, depletion of the ozone layer and photochemical oxidation, whereas for the other categories it was processing. For tomatoes distributed in Portugal the lower LC impacts came from the transportation phase. The results of the analysis to the whole LC show that the total emissions to global warming ranged from 1116 to 7367 kg CO2 eq/ttomato. Regarding chestnut and tomato cultivation it was verified that for the toxicological categories the energy consumption does not represent a significant contribution, in opposition to the other categories analysed. For toxicological categories the major contributions were the production and application of fertilizers and pesticides. In general, with exception to the export scenarios in which transport was the phase of CV with major environmental impacts, it was apparent that the phases that contributed most to the environmental impacts of LC differed depending on the production system (tomato and chestnut). For tomato the cultivation did not appear as the LC phase with the most relevant environmental impacts due to the high productivities presented. From the analysis of the transportation methods it was concluded that the airplane had higher environmental impacts for both products, mainly due to a higher fuel consumption.