Científicos brasileños emplean un material biodegradable para encapsular fertilizantes agrícolas

Es una estrategia puesta a prueba en la Universidad Federal de São Carlos con miras a disminuir la cantidad de productos aplicados en los cultivos y reducir el impacto ambiental

Por José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – Uno de los graves problemas ambientales de la actualidad lo constituyen los residuos de fertilizantes, pesticidas y reguladores del crecimiento que la agricultura deja en el suelo, fundamentalmente en las grandes unidades productivas. Aparte del hecho de que esos productos agroquímicos en muchos casos podrían reemplazarse por alternativas ambientalmente sanas y sostenibles, existe el agravante de que generalmente se los aplica en cantidades mucho mayores que las necesarias con la intención de compensar eventuales pérdidas por volatilización, solubilización o lixiviación hacia el suelo.

En el caso específico de los fertilizantes, una forma de reducir la cantidad de material utilizado, promover su eficiencia y aminorar tanto como sea posible el impacto ambiental consiste en encapsular los nutrientes con revestimientos biodegradables que aseguren su liberación controlada y gradual en el agua y en el suelo.

Investigadores de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), en el campus de la localidad de Araras, en el estado de São Paulo, Brasil, llevan adelante una línea de investigación orientada hacia el desarrollo de materiales destinados al encapsulado de fertilizantes desde el año 2014.

Y un artículo al respecto salió publicado en el periódico científico Carbohydrate Polymers.

El referido estudio contó con el apoyo de la FAPESP mediante una Ayuda Regular otorgada a su coordinadora, Roselena Faez, y una Beca Doctoral, concedida a la segunda autora, Débora França. 

“Los fertilizantes están constituidos por sales muy solubles, fácilmente transportables por las lluvias. El encapsulado permite su liberación en forma controlada y gradual, con la consiguiente disminución de la cantidad utilizada y del derroche”, le dice Faez a Agência FAPESP.

Con mayor eficiencia

Según la investigadora, la solución del tema del encapsulado configura un paso indispensable hacia la obtención de los denominados “fertilizantes de eficiencia mejorada” (EEF, por sus siglas en inglés). Esto supone el ajuste de diversos parámetros: la liberación de nutrientes y su absorción en el cultivo, la biodegradabilidad del material del revestimiento y la relación costo-beneficio del producto. “Para arribar al material apropiado de revestimiento, partimos del quitosano, un polímero de base biológica, abundante, renovable y fácil de obtenerse”, afirma.

El quitosano se elabora con quitina, un polisacárido presente en los exoesqueletos de los crustáceos –tales como los camarones, las langostas y cangrejos– y en los revestimientos de insectos y micelios fúngicos. “El quitosano posee excelentes propiedades mecánicas, aliadas a su capacidad de formar geles, fibras, películas y microesferas, que permiten las más diversas aplicaciones. Es sumamente atractivo debido a su biocompatibilidad, su biodegradabilidad y su no toxicidad”, informa la investigadora.

Con base en el quitosano, Faez y sus colaboradoras prepararon microesferas y microcápsulas para revestir los fertilizantes. “En un trabajo anterior, realizado en colaboración con el profesor Claudinei Fonseca Souza (UFSCar-Araras), ya habíamos utilizado una técnica de monitoreo de la liberación de los nutrientes del fertilizante en el suelo, sin necesidad de realizar recolecciones. Esto se logra al medirse la conductividad eléctrica del suelo y correlacionando este parámetro con la liberación de los nutrientes”, comenta.

En el actual trabajo, el grupo cotejó la liberación con la biodegradación, a los efectos de verificar si durante la liberación se pone en marcha el proceso de biodegradación. “Nuestros resultados son inéditos en la literatura. Verificamos que la liberación se relaciona tanto con el proceso difusional, es decir, con la entrada del agua y la salida de nutrientes, como con la biodegradación de la matriz. Observamos que durante los primeros 30 días se produce el proceso de liberación, relacionado con el mecanismo de entumecimiento y difusión, y la biodegradación. Al cabo de 40 días, todos los nutrientes ya se han liberado y la biodegradación se concreta únicamente en la matriz”, informa Faez.

Luego de la publicación del artículo, el grupo prosiguió con las investigaciones, con miras a entender el efecto de los nutrientes, su tipo y su cantidad en el proceso de biodegradación. “Estamos trabajando con macronutrientes esenciales (potasio, nitrógeno y fósforo) y también con micronutrientes (cobre, manganeso, hierro, etc.), evaluando el sistema microbiológico del suelo durante y después de la biodegradación del polímero”, dice la investigadora.

Puede accederse a la lectura del artículo intitulado Biodegradation and viability of chitosan-based microencapsulated fertilizers en el siguiente enlace: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0144861721000230. 

Faez publicó un artículo de revisión sobre los avances obtenidos en el transcurso de los últimos 20 años en polímeros a base de polisacáridos aplicados como fertilizantes de eficiencia mejorada, intitulado A review of advances over 20 years on polysaccharide-based polymers applied las enhanced efficiency fertilizers, que se encuentra disponible en: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0144861721014016.