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La Energía y la Producción de Alimentos
Ing. Nelson Hernández (Energista)
Blog: Gerencia y Energía
La Pluma Candente
Twitter: @energia21 Febrero 2017Periódico on line: Energy News
de Alimentos
… A todos los seres humanos que
Dedicatoria
… A todos los seres humanos que sufren de Inseguridad Alimentaria.
Mundo. Pobreza Energética (millones de habitantes)
661
379
836
289
423
8
653585
China
No cocina limpia
No servicio eléctrico
379289
85
31India
América Latina
África sub Sahara
Otros Asia
Fuente: FAO Infografía: Nelson Hernández
26581292
Energía per cápita VS Índice de Seguridad Alimentaria
y = 90.531 e0.0439x
R² = 0.71314
5
6
7
8E
ner
gía
per
cáp
ita
(kK
gPE
/h
ab)
El Índice de Seguridad Alimentaria ofrece una perspectiva de cuáles países son más ymenos vulnerables a la inseguridad alimentaria, siendo 100 la máxima seguridad
Fuente: DUPONT 2016/ The Economist /BM 2013 Infografía: Nelson Hernandez
0
1
2
3
0 50 100
Venezuela
Índice de Seguridad Alimentaria
En
ergí
a p
er c
ápit
a (
41 países 72 países
Energía
Elementos de la seguridad del Sistema de Alimentación
La seguridad alimentaria existecuando todas las personas tienen, entodo momento, acceso físico, social yeconómico a alimentos suficientes,inocuos y nutritivos que satisfacen susnecesidades energéticas diarias ypreferencias alimentarias para llevaruna vida activa y sana.
La seguridad energética es la disponibilidadininterrumpida de energía a un precio asequible”.Sin embargo, una definición más compleja, seenmarca en la necesidad de un abastecimientoenergético que sea sustentable y diverso.
Alimentos
AguaTierra
Diseño y Elaboración: Nelson Henandez Infografía: Nelson Hernandez
una vida activa y sana.
La seguridad del agua es la capacidad de unapoblación para salvaguardar el acceso sostenible acantidades adecuadas de agua y con una calidadaceptable para el sostenimiento de los medios de vida,el bienestar humano y el desarrollo socio-económico.
La Seguridad de la tierraimplica la disponibilidad de
áreas aptas para el cultivo y
pastoreo, sin menoscabo de
otras áreas necesarias para
la sustentabilidad de la flora
y la fauna.
Energía
Capital
Conocimiento
Eras y sus factores determinantes de producción
Industrial
AgrícolaConocimiento
Energía Conocimiento
TierraInfografía: Nelson HernándezConceptualización : N. Hernández
Salada (Océanos)
1386 M Km3(97%)
35 M Km3(3%)
68.7 % Glaciares30.1 % Aguas Subterráneas0.9 % Otros0.3 % Aguas Superficiales
Distribución del agua en la Tierra
Salada (Océanos)Dulce
87.0 % Lagos11.0 % Humedales2.0 % Ríos
Fuente: WWC Infografía: Nelson Hernández
Agua Tierra Cultivadas Pastizales HierbasArbustos Bosques Urbanas Rocas, Aguas
18 %12 %
4400 Mha
Superficie de la Tierra. Área para Sistema Alimentario
29.2 %70.8 %
51000 Mha
1 %
17 %
35 %
7 %
10 %
14890 Mha
Fuente: SAGE / GTAP / FAO Infografía: Nelson Hernández
Sistema alimentario. Esquema insumos básicos
Fertilizantes Pesticidas
AlimentaciónHumanos + Mascotas
Cereales
Vegetales
Energía
CocciónComercialización
Manufactura
PreparaciónSiembra
Conceptualización: N. Hernández Infografía: Nelson Hernández
Carnes
Pescado
TierraAgua
ManufacturaCosecha
RebañosLácteos
EnergíaSistema
Alimentación
GranjaDirecto: Producción de cereales, vegetales , carnes,lácteos, irrigaciónIndirecto: transporte, fabricación, envasado ytransporte de fertilizantes, pesticidas y maquinariaagrícola.
ManufacturaCocción, calefacción, envasado, almacenamiento,manipulación, esterilización, congelación,refrigeración de productos agrícolas y transporte delos productos elaborados
AlimentaciónComercialización
Uso de la energía en restaurantes, hoteles, comedoresy tiendas de comestibles). Abarca la cocción,refrigeración, calefacción, iluminación, congelación,refrigeración y transporte.
HogarEnergía total utilizada por la cocción y electrodomésticos(cocinas, refrigeradores, congeladores, microondas,hornos, calefacción y luces) y transporte del comercio alhogar
Conceptualización: N. Hernández Infografía: Nelson Hernández
Método Hibrido. Prospectiva producción de alimentos
METODO HIBRIDO(Uso Final,
Tendenciales, Juicio del Experto)
INDICES CLAVES
POBLACION
Energía
Tierra
CerealesVegetales
Fuente: Diseño N. Hernández Infografía: N. Hernández
Juicio del Experto)
DATA HISTORICA Agua
CarnesLácteos
MUNDO. Esquema insumos en la producción de alimentos (2050)
Fertilizantes Pesticidas
AlimentaciónHumanos + Mascotas
Cereales
Vegetales
Energía
CocciónComercialización
Manufactura
PreparaciónSiembra
261 EJ
28.1 EJ
18.8 EJ
9.3
EJ
35
85
Km
3
14
75
Mh
a
4283 MTm
7418 MTm
3219 MTm20.5 EJ
Infografía: Nelson HernándezConceptualización y Cálculos: N. Hernández
E = 7.85 %
Carnes
Pescado
Tierra Agua
ManufacturaCosecha
RebañosLácteos
5.3 EJ
4.0 EJ
35
85
Km
32
46
3 K
m3
71
4 M
ha
14
75
Mh
a
1080 MTm
(82 MTm semillas)
4283 MTm
3053 MTm
1 BPE = 5.63 GJ
MUNDO. Esquema insumos en la producción de alimentos (2016)
Fertilizantes Pesticidas
AlimentaciónHumanos + Mascotas
Cereales
Vegetales
Energía
CocciónComercialización
Manufactura
PreparaciónSiembra
183 EJ
20.1 EJ
13.4 EJ
6.7
EJ
3027 MTm
25
70
Km
3
5291 MTm
88
7 M
ha
2279 MTm14.5 EJ
Conceptualización y Cálculos: N. Hernández Infografía: Nelson Hernández
Carnes
Pescado
TierraAgua
ManufacturaCosecha
RebañosLácteos
3.8 EJ
2.9 EJ
770 MTm
(58 MTm semillas)
3027 MTm
2206 MTm
25
70
Km
31
77
2 K
m3
68
4 M
ha
88
7 M
ha
MUNDO
2016 2020 2030 2040 2050 2016 2020 2030 2040 2050
CASO BASE CASO EFICIENCIA 15 %Producción Alimentos, MTm
Cereales 3414 3539 3903 4306 4752 3072 3184 3511 3873 4274Carne 310 323 355 391 431 264 275 302 333 367Vegetales 1877 1956 2169 2404 2666 1598 1665 1846 2046 2269Grasas + Lacteos 460 479 530 586 649 391 407 451 499 552Total Produccion 6061 6297 6957 7688 8499 5325 5531 6110 6752 7462
Área bajo producción, Mha 1571 1630 1798 1984 2189 1418 1472 1623 1790 1975Consumo de fertilizantes, MTm 346 359 396 437 483 310 322 355 392 433Consumo de pesticidas, MTm 10 10 11 12 14 9 9 10 11 12Agua utilizada en la producción, Km3 4342 4509 4971 5482 6048 3940 4091 4510 4973 5486
Mundo. Resultados Sistema de Alimentación
Agua utilizada en la producción, Km3 4342 4509 4971 5482 6048 3940 4091 4510 4973 5486Total energía sistema alimentación, EJ
Electricidad 28 29 33 38 43 25 26 30 34 38GLP 36 38 41 45 48 29 30 33 36 39Diesel 22 23 25 28 31 21 22 24 26 29Gas natural 67 70 79 89 101 57 59 67 75 85Carbon 23 23 25 27 29 20 20 22 23 25Biomasa 8 8 9 9 10 8 8 8 9 9Total Energia, EJ 183 191 212 235 261 159 166 184 204 226Total Energia, MBDPE 78 82 91 101 112 68 71 79 87 97
Mundo Consumo Total de Energía, EJ 620 640 694 752 815 620 640 694 752 815% energía alimentos/energía mundial 29,6 29,8 30,5 31,3 32,1 25,7 25,9 26,4 27,1 27,7
Cálculos: N. Hernández Infografía: Nelson Hernández
150
200
250
300 Biomasa Carbón Gas Diesel / Fuel oíl
GLP Electricidad 261
183
MUNDO. Consumo de energía en Sistema de Alimentos (EJ)
4.312.3
%
10.9
38.7
3.7
%
0
50
100
150
2016 2020 2030 2040 2050
Infografía: Nelson HernándezConceptualización y Cálculos: N. Hernández
36.5
12.0
19.8
15.1
11.7
18.5
16.5
Mundo. Energía sistema de alimentación Biomasa Carbón Gas
Diesel/Fuel oíl GLP Electricidad
Cocción + Comercialización
ProducciónManufactura
261 EJ
80.0 (EJ)
(43.7 %)
4.3 %
12.3 %
36.5 %
3.7 %
10.9 %
38.7 %
116.0 (EJ)
(44.4 %)
183 EJ
(39.9 %)
73.0 (EJ)
30.0 (EJ)(16.4 %)
12.0 %
19.8 %
15.1 %
11.7 %
18.5 %
16.5 %
(39.4 %)
103.0 (EJ)
42.0 (EJ)(16.2 %)
2016 2050Cálculos: N. Hernández Infografía: Nelson HernándezEJ = ExaJoule =
1810 Joule
Biomasa Carbón Gas
Diesel / Fuel oíl GLP ElectricidadP = Producción M = ManufacturaC = Comer + Consumo T = Total
MUNDO. Energía por fases del sistema alimentación (EJ)
20502016
200
250
300
261.4
183.3
Infografía: Nelson HernándezConceptualización y Cálculos: N. Hernández
0
50
100
150
TCMP TCMP
116.4103.3
183.3
79.873.7
29.841.7
Mundo. Producción de alimentos (GTm)
5
6
7
8
9Al consumidor final Perdidas + Consumo procesos
8.5
6.15.5
6.3
5.36.1
7.57.7
6.77.0
Cálculos: N. Hernández Infografía: Nelson HernándezB = Caso Base 15% = Caso Eficiencia
0
1
2
3
4
B 15% B 15%B 15%B 15%B 15%20502040203020202016
Mundo. Producción de alimentos (GTm)
4
5
6
7
8
9Grasas + Lácteos Vegetales + Frutas Carnes Cereales 8.5
6.16.3
5.5
6.1
5.2
7.57.7
6.77.0
Cálculos: N. Hernández Infografía: Nelson HernándezSM = Sin Mascota CM = Con Mascota
0
1
2
3
4
SM CM SM CMSM CMSM CMSM CM20502040203020202016
Mundo. Agua utilizada en fase producción alimentos
4000
5000
6000
Km3
60485482
497145094342
Cultivos Producción Carnes
Cálculos: N. Hernández Infografía: Nelson Hernández
0
1000
2000
3000
2016 2020 2030 2040 2050
Mundo. Área cultivada por habitante (ha/hab)
0.24
0.3
0.4
0.5
0.6
Cultivada0.38
Cálculos: N. Hernández Infografía: Nelson HernándezTotal Área Cultivable = 4400 Mha
0.24
0
0.1
0.2
No Cultivada
5040302016
VENEZUELA. Esquema insumos en la producción de alimentos (2050)
Fertilizantes Pesticidas
AlimentaciónHumanos + Mascotas
Cereales
Vegetales
Energía
CocciónComercialización
Manufactura
PreparaciónSiembra
1.42 EJ
0.13 EJ
0.09 EJ 0.0
4 E
J
22.5 MTm
18
.8
Km
3
44.7 MTm
Mh
a
20.1 MTm0.128 EJ
Conceptualización y Cálculos: N. Hernández Infografía: Nelson Hernández
E = 9.0 %
Carnes
Pescado
TierraAgua
ManufacturaCosecha
RebañosLácteos
0.03 EJ
0.01 EJ
5.7 MTm
(0.5 MTm semillas)
22.5 MTm
16.0 MTm
18
.8
Km
31
3.0
Km
3
5.0
Mh
a6
.5M
ha
VENEZUELA. Esquema insumos en la producción de alimentos (2016)
Fertilizantes Pesticidas
AlimentaciónHumanos + Mascotas
Cereales
Vegetales
Energía
CocciónComercialización
Manufactura
PreparaciónSiembra
0.81 EJ
0.08 EJ
0.05 EJ 0.0
3 E
J
13.2 MTm
11
.0 K
m3
22.8 MTm
4.1
Mh
a
11.8 MTm0.075 EJ
Conceptualización y Cálculos: N. Hernández Infografía: Nelson Hernández
Carnes
Pescado
TierraAgua
ManufacturaCosecha
RebañosLácteos
0.02 EJ
0.01 EJ
3.3 MTm
(0.2 MTm semillas)
13.2 MTm
9.4 MTm
11
.0 K
m3
7.5
Km
3
2.6
Mh
a4
.1 M
ha
2016 2020 2030 2040 2050 2016 2020 2030 2040 2050
VENEZUELA CASO BASE CASO EFICIENCIA 15 %Producción Alimentos, MTm
Cereales 14,6 15,5 18,2 21,3 25,0 13,3 14,1 16,5 19,3 22,7Carne 1,3 1,4 1,7 1,9 2,3 1,1 1,2 1,4 1,7 2,0Vegetales 8,0 8,6 10,1 11,9 14,0 6,9 7,4 8,7 10,3 12,1Grasas + Lacteos 2,0 2,1 2,5 2,9 3,4 1,7 1,8 2,1 2,5 2,9Total Produccion 25,9 27,6 32,4 38,0 44,7 23,0 24,5 28,8 33,8 39,7
Area bajo produccion, Mha 6,71 7,14 8,37 9,81 11,51 6,1 6,5 7,6 8,9 10,5Consumo de fertilizantes, MTm 1,48 1,57 1,84 2,16 2,54 1,34 1,42 1,67 1,96 2,30Consumo de pesticidas, MTm 0,04 0,04 0,05 0,06 0,07 0,04 0,04 0,05 0,06 0,07Agua utilizada en la produccion, Km3 18,55 19,73 23,13 27,11 31,79 16,98 18,07 21,17 24,82 29,10
Venezuela. Resultados Sistema de Alimentación
Agua utilizada en la produccion, Km3 18,55 19,73 23,13 27,11 31,79 16,98 18,07 21,17 24,82 29,10Total energía sistema alimentación, EJ
Electricidad 0,06 0,06 0,07 0,08 0,10 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09GLP 0,23 0,23 0,24 0,24 0,21 0,19 0,19 0,20 0,19 0,17Diesel 0,11 0,12 0,14 0,17 0,19 0,11 0,12 0,14 0,16 0,19Gas natural 0,40 0,44 0,55 0,70 0,90 0,35 0,38 0,47 0,60 0,77Carbon 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00Biomasa 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01Total Energia, EJ 0,81 0,87 1,02 1,20 1,42 0,71 0,75 0,89 1,05 1,24Total Energia, MBDPE 0,35 0,37 0,44 0,51 0,61 0,30 0,32 0,38 0,45 0,53
Venezuela Consumo Total de Energia, EJ 3,69 3,94 4,58 5,24 6,07 3,69 3,94 4,58 5,24 6,07
% energía alimentos/energía Venezuela 21,9 22,0 22,2 22.9 23,4 19,1 19,1 19,4 20,0 20,4
Cálculos: N. Hernández Infografía: Nelson Hernández
Biomasa Gas
Diesel/Fuel oíl GLP Electricidad
Cocción + Comercialización
Manufactura Producción
Venezuela. Energía sistema de alimentación (2016)
0.81 (EJ) 10.0 %1.3 %
49.5 %
0.39 (EJ)
(48.1 %)
Cálculos: N. Hernández Infografía: Nelson HernándezEJ = ExaJoule = 18
10 Joule
5.7 %
5.3 %
14.0 %
28.4 %
6.8 % (14.9 %)0.12 (EJ)
0.30 (EJ)(37.0 %)
0.8
1.0
1.2
1.4
Biomasa Gas Diesel / Fuel oíl
GLP Electricidad 1.42
0.81
VENEZUELA. Consumo de energía en Sistema de Alimentos (EJ)
1.3
%63.3
%1.1
0
0.2
0.4
0.6
2016 2020 2030 2040 2050
Infografía: Nelson HernándezConceptualización y Cálculos: N. Hernández
49.5
14.0
28.4
6.8
13.7
14.9
7.0
Lácteos y grasas Vegetales Cereales Carne
Carbohidratos Proteínas Grasas Fibras
720 gr610 gr
Venezuela. Ingesta diaria de alimentos por habitante
2016 2050Conceptualización y cálculos: N. Hernández Infografía: Nelson Hernández
Venezuela. Área cultivable por habitante (ha/hab)
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
Cultivada0.74
Cálculos: N. Hernández Infografía: Nelson HernándezTotal Área Cultivable = 30 Mha
0
0.1
0.2
0.3
0.40.39
No Cultivada
5040302016
VENEZUELA. Producción de alimentos por tipo (MTm)
25
30
35
40
45Grasas + Lácteos Vegetales Carne Cereales
25.9
44.7
Infografía: Nelson HernándezConceptualización y Cálculos: N. Hernández
0
5
10
15
20
25
2016 2020 2030 2040 2050
Venezuela. Producción de alimentos (MTm)
25
30
35
40
45
Al consumidor final Perdidas + Consumo procesos
44.7
28.8
24.527.6
23.025.9
39.738.0
33.832.4
Cálculos: N. Hernández Infografía: Nelson HernándezB = Caso Base 15% = Caso Eficiencia
5
10
15
20
25
0B 15% B 15%B 15%B 15%B 15%
20502040203020202016
23.0
El MODELO permite, debido a su flexibilidad, construirescenarios a nivel local, regional y mundial e interrelacionar losfactores productivos (energía, agua y tierra)
El MODELO es útil para establecer, direccionalmente y comoprimera aproximación, consumo de energía por fases delsistema alimentario, cantidad de agua, tierra, fertilizantes ypesticidas necesarios a utilizar. Igualmente conocer lasimplicaciones en un cambio de hábito alimenticio de la
Conclusiones
implicaciones en un cambio de hábito alimenticio de lapoblación.
El sistema alimentario actual es ineficiente energéticamente.Por cada unidad de energía que entra al sistema, llega alconsumidor final (en forma de alimento) solo el 8 %. Por otraparte, el consumo de energía del sistema equivale al 33 % delconsumo total mundial de la energía
La disminución del uso de los hidrocarburos en el sistema dealimentación no es expedito.
Infografía: Nelson Hernández
Los estudios y análisis de la FAO concluyen:
“Se prevé que para 2050 la producción mundial dealimentos aumentará un 70 por ciento y casi el 100 porciento en los países en desarrollo. Este aumento de lademanda de alimentos, aunado a la competencia de la
Conclusiones
demanda de alimentos, aunado a la competencia de lademanda de otros usos, ejercerá una presión sinprecedentes en muchos sistemas de producción agrícola entodo el mundo. Estos "sistemas en peligro" se enfrentan auna creciente competencia por los recursos de tierras yaguas y a menudo están limitados por prácticas agrícolasinsostenibles. Por lo tanto, requieren una atención especialy medidas correctivas específicas.”
Infografía: Nelson Hernández
Se requiere una estrategia para el seguimiento de los residuosalimenticios y análisis de las causas en restaurantes, serviciosde alimentos, etc., con el objeto de proporcionar datos paraimplementar soluciones.
La participación activa de la industria alimentaria en elconocimiento de las causas de la pérdida de alimentos en loshogares, ayudaría a poner menor cantidad de alimentos en losempaques o hacer estos más pequeños, resaltar el tiempo de
Acciones globales
empaques o hacer estos más pequeños, resaltar el tiempo deduración de los mismos, entre otros.
Cambiar los métodos agrícolas y pecuarios es una buenaopción para incrementar la eficiencia del sistema alimentario.Implementar un sentido ecológico en la agricultura y laganadería para minimizar el uso de insumos agroquímicos,complementar programas de conservación de aguas, suelo ybiodiversidad.
Infografía: Nelson Hernández
Incorporar a nivel de fincas y granjas, en la medida de loposible, fuentes energéticas renovables como la solar y eólicaen la generación de electricidad, secado de semillas,irrigación, manejo de efluentes pecuarios, etc.
Acciones globales
irrigación, manejo de efluentes pecuarios, etc.
Educar para cambiar la actitud y aptitud de la población antela cantidad, calidad y tipo de alimentos que ingiere. Porejemplo, un menor consumo de carne implica una mejordistribución de la producción de cereales, referenciado a laalimentación adicional o complementaria de cereales en laproducción de ésta.
Infografía: Nelson Hernández
Es necesario buscar modelos alternativos que sean capaces deproducir alimentos para todos, desde la eficiencia energética,biológica y económica. Un modelo multifuncional, creativo yatractivo, que permita la participación individual y colectiva enla consecución eficiente del insumo de nutrientes que senecesita para la continuidad de la vida. Un sistema queproporcione seguridad alimentaria de una manera sostenible.
Corolario final
proporcione seguridad alimentaria de una manera sostenible.
Venezuela, siendo un país con ingentes reservas de petróleo,sobre todo en la Faja Petrolífera del Orinoco, muy bien podríaexplorar la obtención de proteínas del petróleo, siendo estasbienvenidas en un mundo ávido de alimentos.
Infografía: Nelson Hernández
La Energía y la Producción de Alimentos
… Muchas Gracias!
Ing. Nelson Hernández (Energista)
Blog: Gerencia y Energía
La Pluma Candente
Twitter: @energia21 Febrero 2017Periódico on line: Energy News
… Muchas Gracias! (Presentación asociada al Trabajo de Incorporación del Ing. N.
Hernández como Académico a la ANIH), el cual puede ser accedido en https://app.box.com/s/phm0at5702ss2p9d2cbtlbhpqsikwc5h
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