La fertilización a medida

La fertilización a medida

Cultivo de pimiento en un invernadero.

La fertilización en agricultura es casi imprescindible.
Cultivo de pimiento en un invernadero.

Un alumno de la Facultad de Ciencias Experimentales de la Universidad de Almería idea un para una fertilización eficiente y, basado en el uso de hidrogeles que liberan los nutrientes de manera controlada. El resultado, una fertilización mejor, más económica y con menor huella ambiental.

La Química y su aplicación los sectores agroalimentario, medioambiental y de la piedra natural están entre las señas de identidad de la Universidad de Almería.

Esta disciplina impulsada por la Facultad de Ciencias Experimentales ha contribuido enormemente al desarrollo de la agricultura intensiva almeriense, un modelo que es referencia internacional, y en el que investigadores del área de Química han firmado trabajos relacionados con la nutrición de las plantas, el desarrollo de nuevas variedades o la lucha contra la presencia de restos de pesticidas.

Investigación de élite en Química y fertilización

Es un trabajo de élite, que le vale a la Facultad de Ciencias Experimentales para realizar transferencia de conocimiento realmente valiosa a un sector que no deja de crecer. Y también, para formar a una masa crítica de especialistas, que contribuyen a que no se detenga la innovación en los invernaderos de Almería.

Buena muestra de la labor de formación de nuevos especialistas lo representan los trabajos fin de grado. En ellos se pueden conocer las inquietudes científicas de los recién graduados, al tiempo que se vislumbran las líneas de trabajo de los nuevos investigadores.

TFG en Química sobre fertilización

Uno de estos estudiantes es Luis Frigola, que presentó su trabajo fin de grado el pasado mes de septiembre. Este graduado en Química firmó una investigación en la que describía una nueva generación de hidrogeles para agricultura, que pueden dar muy buenos resultados en fertilización, gracias a la liberación controlada de nitratos.

Con su estudio, Luis Frigola ideó una solución viable para reducir la contaminación de los suelos, fruto de los tratamientos fitosanitarios; al tiempo que introdujo un factor de ahorro importante, en la medida en que estos hidrogeles cambian la dispensación de nitratos a granel, para hacerlo de una manera mucho más controlada y certera.

Es un trabajo que se mueve a medio camino entre la mejora de la rentabilidad de las explotaciones agrícolas y el respeto al medio ambiente, que se corresponde también con la senda tomada por el sector hortofrutícola almeriense, en el que la sostenibilidad tiene un peso determinante y funciona como un sello distintivo.

Hidrogel empleado en fertilización a medida.

Proporción ideal para hidrogeles

Para conseguir sus objetivos de fertilización, Luis Frigola buscó la proporción ideal de componentes químicos, para que estos hidrogeles liberen los productos fitosanitarios de manera controlada y en los tiempos que necesita el agricultor. Una tarea que no ha sido para nada sencilla y que le ha llevado muchas horas de laboratorio.

Sin embargo, el esfuerzo mereció la pena, porque este egresado de la Facultad de Ciencias Experimentales de la Universidad de Almería consiguió un hidrogel realmente efectivo, con el que pudo alcanzar los objetivos de liberación controlada de este elemento tan importante en la agricultura.

Fertilizantes en agricultura intensiva

La fertilización es imprescindible para la agricultura, ya que no todos los suelos cuentan con los nutrientes suficientes. Aunque, cuando se emplean de manera desmedida, los efectos negativos son casi tantos como los positivos.

Se produce una contaminación del entorno, pasan productos químicos a los acuíferos o, como ocurre en el Mar Menor, en la Región de Murcia, los restos de nitratos que llegan a la laguna salada son responsables de que este entorno acuático esté al borde del colapso, por la gran cantidad de algas que prosperan en sus aguas alimentadas por los nutrientes que preñan el Campo de Cartagena.

Modelo de hinchamiento de hidrogel para fertilización.

Los nitratos justos y liberados de forma controlada

Ahí reside la importancia de diseñar un sistema para que la explotación agrícola reciba justamente la cantidad de nitratos que necesita; ni más, ni menos.

“Los hidrogeles son unos polímeros basados en agua, que se entrecruzan”, declara este joven químico. Y explica que ha ideado una presentación en formato de cápsula en la que se pueden introducir principios activos.

La clave de su trabajo, comenta, es conseguir que se liberen de forma controlada en un tiempo determinado.

Hidrogeles limpios, respetuosos y con fertilizantes

Estos hidrogeles son mucho más limpios y respetuosos con el medio ambiente. Son solubles en agua y además, biodegradables, con lo que la huella ambiental de la agricultura se reduce enormemente en esta fase.

El trabajo con los microgeles se desarrollaría en varias fases. En la primera se sintetizaría el hidrogel y se presenta en forma de xerogel, es decir, en seco. Una vez presentado así, en forma de bolita, se introduce en un bote con una solución de nitratos.

Una de las características que hace que funcione es su capacidad para hincharse. En sus ensayos, Luis Frigola ha conseguido que las bolas de hidrogel capten el agua y sea capaz de hincharse hasta un 2.000 por ciento.

Captan nutrientes para la planta

Sería, por así decirlo, la manera en que estos compuestos de hidrogel son capaces de captar los nutrientes que más adelante liberarán en la explotación agrícola, durante un proceso de deshinchado controlado.

Frigola explica que el hidrogel es un producto que se utiliza desde hace unos años en la agricultura, sin embargo, resulta algo caro. Por este mismo motivo busca la fórmula de que sea más eficiente.

Aunque su trabajo no estaba encaminado a mejorar el coste de estos productos, sino a buscar un método de liberación de los nitratos más efectivo, mediante la variación en las proporciones de los productos que forman el hidrogel, para que la liberación sea más rápida o más lenta.

Xerogel con y sin nitrato para fertilización.

Pruebas en dos medios líquidos diferentes

Para conocer cómo se producía la liberación de los nitratos, se realizaron pruebas en dos medios líquidos diferentes. En agua Milli-Q, que es como agua pura y sin iones libres; y en una disolución suelo, una simulación de los iones presentes en el medio agrícola.  Y así pudo observar la actuación de los diferentes hidrogeles desarrollados en este trabajo de fin de grado.

Para este estudio, Luis Frigola empleó espectroscopía, con la que pudo controlar la cantidad de nitrato liberada en el medio de prueba. Y comprobó que todos los hidrogeles probados tienen su pico de liberación transcurridas las ocho horas.

Hidrogeles y fertilización a medida

Del mismo modo, obtuvo como resultado que el nitrato liberado de cada una de las cápsulas rondó entre el 70 y el 100 por cien. Y que la proporción que actúa de manera más rápida es aquella mezcla con una parte de acrilamida y un 61% de agente entrecruzante.

Estos resultados permiten contar con unos hidrogeles para fertilización prácticamente a medida, que liberen los principios activos en función de las necesidades de la planta, sin desperdiciar prácticamente nada y con unos niveles de contaminación muy bajos o prácticamente nulos.

Luis Frigola, autor de este estudio sobre fertilización con hidrogeles.
Luis Frigola, autor de este estudio sobre fertilización con hidrogeles.

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