Transferencia y divulgación científica

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null Un equipo de científicos de la UMU trata de reducir la contaminación de suelos agrícolas sin afectar a la producción

Fuente: La Verdad    

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Los sistemas agrícolas modernos precisan de un aporte de fertilizantes nitrogenados sintéticos para la obtención de resultados óptimos. De hecho, la combinación del nitrógeno del aire con el hidrógeno mediante la síntesis del amoniaco (NH3) le valió a su descubridor, el químico alemán Fritz Haber, el Premio Nobel de Química en 1918 y es que esta supuso una revolución para la agricultura, al posibilitar duplicar o hasta triplicar los rendimientos. Incluso, son numerosas las voces que señalan la invención del fertilizante nitrogenado como el avance que ha permitido alimentar a la población del planeta, la cual dio un salto en el siglo XX de 1.500 a más de 6.000 millones de habitantes.   

No en vano, su uso tiene otras consecuencias que no son tan positivas, pues, tal y como explica la catedrática de Ingeniería Química de la Universidad de Murcia, Antonia Pérez de los Ríos, «las plantas son capaces de asimilar el nitrógeno en diversas formas, pero las más habituales de administrarlo es como amonio y nitrato. De hecho, el 90% de los fertilizantes administrados tiene en su composición amonio. Lo que ocurre es que cuando se administran esos fertilizantes sobre el suelo ese amonio se oxida rápidamente y pasa a la forma de nitrato, debido a la acción de determinadas bacterias del suelo, en un proceso que se conoce como nitrificación. Dado que la forma nitrato tiene una mayor solubilidad en agua que la forma amonio lixivia más fácilmente por efecto de las lluvias y el riego y deja, por tanto, de estar disponible en las raíces de las plantas, con lo cual baja muy notablemente la eficacia del proceso de fertilización. Aproximadamente el 70% del fertilizante nitrogenado que nosotros administramos en el suelo se pierde, debido a estos procesos».

Un problema añadido es que esos nitratos contaminan las aguas subterráneas, algo que, en el caso del Mar Menor, por ejemplo, lleva a que se concentren en el acuífero y finalmente vayan a parar a la laguna, tanto por vía subterránea como de forma superficial, generando los ya conocidos problemas de eutrofización y anoxia.

A través del proyecto 'Soluciones naturales para reducir la contaminación por nitratos en sistemas agrícolas', que dirige Pérez de los Ríos, se persigue reducir esa contaminación por nitratos en sistemas agrícolas, mediante soluciones naturales y que permitan compatibilizar la actividad en el campo con la conservación del ecosistema marino. De hecho, plantea un enfoque preventivo, intentando evitar que se generen nitratos.

El trabajo, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, plantea su desarrollo a través de dos líneas principales. Por un lado, con la obtención de inhibidores naturales de la nitrificación (que impiden el paso de la forma amonio a la forma nitrato). Explica Antonia Pérez que lo que se hace con esos inhibidores es impedir el proceso de oxidación y, con ello, la producción de nitratos. «La propuesta es desarrollar esos inhibidores a partir de biomasa de la industria agrícola (nosotros usamos residuos de la industria aceitera) que hemos comprobado que son capaces de inhibir ese proceso de nitrificación, por lo que se podría incluir en la formulación de los fertilizantes y así evitar la formación de nitratos».

Esto conllevaría dos ventajas principales. Por un lado, dejar de contaminar los acuíferos y, por otro, se evita su pérdida por lixiviación en el proceso de fertilización. Además, para extraer esos inhibidores se emplean tecnologías respetuosas con el medio ambiente, concretamente fluidos supercríticos. Esta tecnología permite extraer estos inhibidores de los residuos agrícolas ajustando las condiciones de presión y temperatura del sistema. A lo que hay que sumar la revalorización de residuos, contribuyendo al desarrollo de procesos de Economía Circular.

La segunda propuesta plantea el desarrollo de tecnologías que permitan eliminar los nitratos del suelo y de las aguas contaminadas, mediante pilas de combustible microbianas, un dispositivo en el que se convierte energía química en energía eléctrica por la acción biocatalítica de microorganismos que oxidan sustratos biodegradables, como la materia orgánica presente en las aguas residuales y desarrollan procesos de desnitrificación, todo ello con la producción simultánea de bioenergía.

Regulación

Estas pilas se colocarían en el cultivo de hortalizas de hoja. Se han centrado en este producto porque tienen un importante peso en la Región y porque existe una regulación específica en la Unión Europea que limita el contenido máximo de nitratos en hortalizas de hoja verde, debido a la posibilidad de acumularlos en las hojas. De ahí el interés de controlar ese contenido en nitratos para controlar la seguridad alimentaria de estos alimentos.

En relación a estos sistemas, también proponen integrar las pilas de combustible microbianas en humedales construidos en zonas próximas a la desembocadura de los acuíferos, donde «se podrían plantar humedales con plantas autóctonas e integrar las pilas con esas áreas. El resultado sería similar al de los cultivos de hoja, pues también se reduce la contaminación por nitratos», dice la investigadora.

Las ventajas de este segundo enfoque serían la reducción de la contaminación por nitratos, producirían bioenergía y se cuantificaría la captura de CO2 que se produce ya que, en su funcionamiento, las pilas lo consumen, siendo esta otra de las ventajas de estos sistemas desde el punto de vista medio ambiental.

Pie de foto: La catedrática de Ingeniería Química de la Universidad de Murcia, Antonia Pérez de los Ríos.

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