[en] The main objective of the thesis is to evaluate the environmental impacts and energy and water demand of the future production of biodiesel in Chile and of its associated energy crops, sunflower and rapeseed, under different options of production, on a national scale. Additional objectives are to identify the most important environmental loads of these energy systems and to evaluate options for improvement in the biodiesel supply chain, taking into consideration a strategy of production using renewable or local resources. National agricultural data are used for the LCA inventory and process data of international databases are adapted to local conditions. The effect of field nitrous oxide emissions and land use change (LUC) is evaluated. The results of this thesis indicate that rapeseed production in Chile has a better environmental performance and lower water and energy demand, compared to sunflower. Mineral fertilizers cause the highest environmental impact in both crops. The main tillage systems of Chilean rapeseed production, conventional tillage and zero tillage, present similar energy demand and environmental impacts profile. This thesis indicates that future production of biodiesel from rapeseed grown in Chile, in a standard scenario with the most likely productions conditions and technology, has less impact than fossil diesel in global warming, energy demand, ozone layer depletion and abiotic depletion. The global warming potential of biodiesel in this scenario is 2.1 kg CO2 equivalents/kg: a 40% greenhouse gas emissions saving compared to fossil diesel. For energy demand, biodiesel presents an energy saving of 62% in comparison to the fossil diesel reference, with an energy efficiency of 2.1, measured as the energy output/input ratio. However, biodiesel has greater impact in seven categories; for example, acidification, water demand, eutrophication and those linked to terrestrial and marine ecotoxicity. The major impacts of the biodiesel are in the rapeseed production stage. In order to reduce the environmental impact and improve the life cycle stages of biodiesel in Chile, it appears that a production strategy involving local, renewable resources should be used, with an industrial ecology approach. Four alternative scenarios were investigated. The use of animal manure, with a corresponding reduction in mineral fertilizer, has the greatest reduction in impacts. The use of industrial forest residues as an energy source for biodiesel plants and using the railway to transport the biodiesel are also recommended from the environmental point of view. The use of highly degraded grassland for rapeseed cultivation is also important, as this option reduces greenhouse gas emissions by 22% compared to using non-degraded grassland. By combining the four scenarios, the impacts of the biodiesel are reduced by between 5% and 58% compared to the standard scenario. The alternative settings could be used in the short term, but should be backed up by economic and social studies.

[es] El objetivo principal de la tesis es evaluar, mediante el Análisis de Ciclo de Vida (ACV), los impactos ambientales y la demanda de energía y agua de la futura producción de biodiésel en Chile y de sus cultivos energéticos asociados, colza y girasol, bajo diferentes opciones de producción a escala nacional, en el corto plazo. Los objetivos adicionales son determinar las etapas críticas en el ciclo de vida del biodiésel, de colza y de girasol y evaluar ambientalmente opciones de mejora en la producción del biocombustible, usando recursos locales o renovables. En el inventario del ACV se emplearon datos agrícolas nacionales y se adaptaron datos de procesos de bases de datos internacionales a condiciones locales. Se evaluó el efecto de las emisiones de oxido nitroso asociadas a aplicación de fertilizantes y el efecto del cambio de uso de suelo. Los resultados indican que la producción de colza en Chile presenta mejor perfil ambiental y menor demanda de agua y de energía comparada con el cultivo de girasol. En ambos cultivos, los fertilizantes minerales aportan la mayor contribución a las cargas ambientales. Los principales sistemas de labranza de colza en Chile, labranza tradicional y labranza cero, presentan similar demanda de energía y perfil de impactos ambientales. Esta tesis muestra que la futura producción de biodiésel de colza en Chile, en un escenario base bajo las condiciones de producción más probables, presenta menor impacto que el diésel fósil en potencial de calentamiento global (PCG), demanda de energía, agotamiento de la capa de ozono y agotamiento de recursos abióticos. El PCG del biodiésel en este escenario es 2,1 kg CO2 equiv./kg, representando un 40% de ahorro de emisiones de efecto invernadero con respecto al diésel. En la demanda de energía, el biodiésel muestra un 62% de ahorro con relación al diésel y una eficiencia energética igual a 2,1. Sin embargo, el biodiésel presenta mayor impacto en 7 indicadores, tales como, acidificación, demanda de agua, eutrofización y los asociados a ecotoxicidad terrestre y acuática. Los impactos del biodiésel están dominados por la etapa de producción de colza. Para disminuir los impactos ambientales de biodiésel de colza en Chile se planteó una estrategia de producción asociada al uso de recursos locales o renovables, bajo el enfoque de la ecología industrial. Se analizaron 4 escenarios alternativos dentro de esta estrategia. La aportación de fertilizantes orgánicos ganaderos, con la correspondiente disminución de fertilizantes minerales, es el escenario con mayor reducción de impactos ambientales. El uso residuos forestales industriales, como fuente de energía para las plantas de biodiésel, y el transporte del biodiésel vía ferrocarril, también son escenarios recomendados desde el punto de vista ambiental. Otro escenario de importancia está asociado a la producción de colza en praderas muy degradadas. El escenario integrado, que combina a los cuatro escenarios alternativos, muestra que los impactos del biodiésel disminuirían entre 5% y 58% respecto al escenario base. Los escenarios alternativos podrían aplicarse en el corto plazo pero previamente deben estar respaldados por estudios económicos y sociales. La futura investigación sobre mejoras en el perfil ambiental del biodiésel de primera generación, tanto en Chile como en otros países de Sudamérica, puede enfocarse en la etapa agrícola, etapa clave en el perfil ambiental del biocombustible; especialmente las prácticas de fertilización, fuentes de fertilizantes y herbicidas y reducción de emisiones de campo de los agroquímicos. Todos los resultados de la tesis se encuentran publicados o en proceso de publicación en revistas científicas internacionales de revisión por pares.