Brasileños crean fertilizante de vidrio que reduce residuos e impacto ambiental en el campo
Un fertilizante de vidrio desarrollado por investigadores brasileños promete ser una alternativa para el manejo del suelo de las plantaciones, con una serie de ventajas sobre los modelos convencionales. Además de ser más eficiente y reducir la necesidad de reaplicaciones, gracias a su disolución prolongada, el material causa un menor impacto ambiental.
La innovación fue creada por un equipo del Instituto de Química de São Carlos (IQSC) y de la Escuela de Ingeniería de São Carlos (EESC), de la Universidad de São Paulo (USP), con el apoyo de la Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria (Embrapa).
La formulación vítrea fue sintetizada incorporando macro y micronutrientes necesarios para las diferentes etapas de desarrollo de la planta, como fósforo, potasio, silicio, magnesio, boro y calcio.
Las características del material permiten la liberación controlada de los compuestos, sin que se eliminen del suelo por infiltración hídrica ni se produzca eutrofización (el aumento excesivo de nutrientes) en aguas subterráneas, ríos y lagos. Procesado en partículas de aproximadamente 1 mm, el producto puede aplicarse de la misma manera que la fertilización tradicional.
El químico Danilo Manzani, coordinador del Laboratorio de Materiales Inorgánicos y Vítreos del IQSC y uno de los responsables de la investigación, comenta que el desempeño agronómico del fertilizante de vidrio demostró ser 70% superior al NPK convencional en pruebas in vitro y en invernaderos.
“Al cambiar la composición del vidrio, podemos ajustar su disolución. Nuestro objetivo es poder formular composiciones específicas para cultivos específicos en el futuro”, explica.
Dado que el proceso de síntesis de vidrio implica calentarlo a temperaturas de hasta 1100 °C, los primeros materiales sintetizados no incluían nitrógeno ni azufre, que no pueden incorporarse a esta temperatura. Sin embargo, los investigadores ahora cuentan con una alternativa para solucionar este problema: encapsular los compuestos en una estructura de biopolímero, lo que permite incorporarlos al vidrio y posteriormente disolverlos en el suelo.
La investigación comenzó en 2018, cuando Manzani estudiaba vidrios especiales que no requieren sílice, el componente principal del vidrio común. Uno de los problemas de las estructuras que el investigador desarrollaba era precisamente su baja resistencia química a la humedad.
“Solía fabricar vidrio fosfatado para una aplicación en óptica, por ejemplo, y vi que se deterioraba con el tiempo debido a la humedad atmosférica”, comenta. Al hablar con el ingeniero de materiales Eduardo Bellini Ferreira, del EESC, ambos tuvieron la idea de aprovechar esta característica para crear un fertilizante de vidrio, que dependía precisamente de este problema.
En la composición también participaron los estudiantes de posgrado Liane Miranda y José Hermeson. Para garantizar que el material no tuviera efectos tóxicos ni mutagénicos en las plantas, el equipo contó con la colaboración de la bióloga molecular Dânia Christofoletti Mazzeo, de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), quien realizó pruebas ecotoxicológicas con semillas de lechuga y cebolla.
Los experimentos en invernadero se realizaron en colaboración con Alberto Bernardi y Ana Rita Nogueira, de Embrapa Pecuária Sudeste. Los resultados se publicaron en febrero en el artículo «Diseño y Rendimiento de un Fertilizante de Vidrio Multicomponente para la Entrega de Nutrientes en Agricultura de Precisión» , en la revista ACS Agricultural Science & Technology.
Manzani explica que el proceso de fabricación de fertilizantes es el mismo que el utilizado para el vidrio convencional, lo que significa que la producción puede ampliarse fácilmente a nivel industrial.
Si bien el costo de síntesis es mayor que el del NPK convencional, destaca que, además de la menor frecuencia de reaplicación y la posibilidad de dirigir los compuestos a secciones específicas de las plantaciones donde hay falta de ciertos nutrientes, hay menos pérdida de material.
Para que se hagan una idea, entre el 20 % y el 30 % del NPK aplicado al suelo es absorbido por la planta, mientras que el resto se lixivia. Por lo tanto, el impacto ambiental es muy alto, y podemos solucionarlo aplicando estos materiales de liberación lenta, explica.
“Aún no hemos fijado el precio del producto, ya que hay muchos parámetros a considerar, pero creemos que tiene una ventaja sobre la producción de NPK”, afirma. Aunque prefiere no comprometerse con plazos, el investigador cree que el producto podría estar disponible en el mercado en aproximadamente uno o dos años.
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