Un referente en hidrología disertó sobre agricultura y medio ambiente en la 5ª Conferencia FAPESP 2023

El científico neerlandés Martinus Theodorus van Genuchten es autor de la ecuación que lleva su nombre y que describe la conductividad del agua en los suelos no saturados, y recientemente se hizo acreedor al Premio Wolf de Agricultura, uno de los más prestigiosos del área

Por José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – La atmósfera terrestre se extiende por alrededor de 10 kilómetros. A modo de comparación: la capa superficial del suelo posee solamente un metro. Pero ese metro es imprescindible para la vida humana. Y debe tratárselo muy bien. Esta fue la idea que planteó el físico Oswaldo Baffa Filho durante la presentación de la Quinta Conferencia FAPESP 2023, que abordó el tema “El mundo de los medios porosos de la agricultura y del medio ambiente”.

Para desarrollarlo, estuvo en el Auditorio de la FAPESP quien es quizá actualmente el mayor experto en el tema: el físico neerlandés Martinus Theodorus (“Rien”) van Genuchten. No siempre el público cuenta con el privilegio de presenciar la disertación de un conferencista cuyo nombre le da a su vez nombre también a una importante ecuación de la ciencia. La “ecuación de van Genuchten” (1980) describe y prevé la conductividad hidráulica en los suelos no saturados. Junto al checo Jirka Simunek, van Genuchten desarrolló posteriormente el software Hydrus para simular el movimiento del agua, el calor y los solutos en medios variablemente saturados.

Contemplado con el Premio Wolf de Agricultura de 2023, que en el área de ciencias agrícolas constituye uno de los reconocimientos más prestigiosos del mundo, van Genuchten nació en Vught, en los Países Bajos, en el medio rural en el año 1945.

Van Genuchten fue uno de los pocos de su entorno que tuvo acceso a la educación superior en esa época. Se graduó en la Universidad de Wageningen, en los Países Bajos, y se doctoró en la New Mexico State University, en Estados Unidos. Pasó la mayor parte de su trayectoria en el Laboratorio de Salinidad de Estados Unidos (US Salinity Laboratory), con sede en Riverside, California. En la actualidad, aparte de dictar conferencias y cursos por todo el mundo, divide su tiempo entre la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), en Brasil, y la Universidad de Utrecht, en los Países Bajos.

Tal como afirmó en su conferencia, durante su período doctoral en Estados Unidos, van Genuchten tuvo que dar respuesta a cuatro preguntas que constituyen de algún modo desafíos que orientan todo el proceso científico. ¿Cómo hacer los experimentos? ¿Qué modelo teórico emplear? ¿Cómo obtener una solución matemática (analítica o numérica)? ¿Cómo ajustar la solución matemática a los datos experimentales?

Se enfocó entonces en la zona vadosa, la parte no enteramente saturada del subsuelo que se ubica arriba del manto freático. En esa zona, el suelo y las rocas contienen tanto aire como agua en sus intersticios. Y la comprensión de los movimientos de los fluidos es fundamental para promover la actividad agrícola, prevenir el transporte de sustancias contaminantes, preservar la calidad de agua disponible para el consumo humano y controlar las inundaciones. A lo largo de casi medio siglo de carrera, van Genuchten se convirtió en un referente en la física del suelo y en la hidrología de la zona vadosa. Especialmente importantes, tal como lo demostró durante su conferencia, fueron sus modelos de porosidad dual y permeabilidad dual, que le permitieron ajustar con mayor precisión la previsión analítica a los datos experimentales. Para los no especialistas, resulta incluso sorprendente que una situación tan compleja como la del flujo subterráneo y los procesos de transporte en un medio altamente heterogéneo pueda tener una solución analítica.

Durante el debate, se planteó incluso el tema de la utilización de técnicas computacionales como el big data y el aprendizaje automático para realizar simulaciones al respecto, si se tiene en cuenta la gran cantidad de variables implicadas. Pero, por supuesto: las contribuciones de van Genuchten servirán de referencia a esos desarrollos posteriores.

Un punto interesante que planteó el investigador fue el empleo del llamado riego −o irrigación− con cántaro (pitcher irrigation) en la agricultura a pequeña escala. En ella, se entierran vasijas redondas de barro poroso en el suelo cerca del cultivo y se las llena de agua. El agua entonces se escurre lentamente por las paredes porosas de los cántaros y llega a las raíces de las plantas. A medida que estas consumen el agua, se escurre más líquido desde las vasijas. Van Genuchten mostró imágenes de este antiguo y tradicional proceso en la provincia de Sindh, en Pakistán. Por cierto, este tema constituyó el objeto de un artículo que él y colaboradores publicaron en el año 2009.

La cuestión reside en saber si un método parsimonioso como este es compatible con la agricultura a gran escala, tal como la que se practica en la actualidad, en la cual se emplea una gran cantidad de agua distribuida por la superficie a través de surcos o aspersores. Esto llevó a van Genuchten a preguntarse si los métodos de riego superficial son sostenibles.

La Quinta Conferencia FAPESP 2023 fue abierta por el profesor Marco Antonio Zago, presidente de la FAPESP, quien puso de relieve el trabajo desarrollado por el conferencista en diversos países, y ahora también en Brasil. El evento contó con la participación en carácter de moderador de Silvio Crestana, director presidente de la estatal Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria (Embrapa) durante el período 2005-2009, quien recordó que la ecuación de van Genuchten, aplicable al conocimiento tanto del transporte de agua como de la dispersión de contaminantes, es la más popular de la literatura científica del área.

Puede accederse al evento en este enlace: www.youtube.com/watch?v=eRNW8fBxp9Y.