{"id":248290,"date":"2017-10-31T16:19:22","date_gmt":"2017-10-31T18:19:22","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=248290\/"},"modified":"2017-10-31T16:19:22","modified_gmt":"2017-10-31T18:19:22","slug":"cruzada-contra-la-tierra-seca","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/cruzada-contra-la-tierra-seca\/","title":{"rendered":"Cruzada contra la tierra seca"},"content":{"rendered":"
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L\u00e9o Ramos<\/span><\/a> Hidrogel elaborado con goma gelana, que es producida por una bacteria, y quitosano, sustancia que se extrae del caparaz\u00f3n de ciertos crust\u00e1ceosL\u00e9o Ramos<\/span><\/p><\/div>\n

Uno de los retos para la agricultura moderna consiste en lograr un menor gasto de agua en el campo sin perder productividad, una meta a la que pueden contribuir tecnol\u00f3gicamente ciertos pol\u00edmeros con alta capacidad de absorci\u00f3n y retenci\u00f3n de l\u00edquidos. Durante el desarrollo de su doctorado en el Instituto de Qu\u00edmica de S\u00e3o Carlos, de la Universidad de S\u00e3o Paulo (IQSC-USP), bajo la supervisi\u00f3n de Agnieszka Joanna Pawlica Maule, el qu\u00edmico Rodrigo C\u00e9sar Sabadini ide\u00f3 un hidrogel superabsorbente para su uso en cultivos en suelos \u00e1ridos, que se resienten con la sequ\u00eda, o bien en plantaciones irrigadas, reduciendo el consumo de agua. Como aditivo en el suelo, este producto posee la capacidad de absorber gran cantidad de agua \u2012ya sea de lluvia o de riego\u2012, y sirve como una reserva h\u00eddrica para los per\u00edodos de sequ\u00eda (vea la infograf\u00eda<\/em><\/a>). El hidrogel o pol\u00edmero hidroretenedor se elabora a partir de pol\u00edmeros naturales. La investigaci\u00f3n deriv\u00f3 en una solicitud de patente, relacionada con la s\u00edntesis del producto.<\/p>\n

Los hidrogeles fueron creados en los a\u00f1os 1950 en Estados Unidos y, desde entonces, se han utilizado en la agricultura. \u201cLa mayor parte de la investigaci\u00f3n y desarrollo de estos materiales se basa en el empleo de pol\u00edmeros sint\u00e9ticos. La ventaja de los nuestros es que son biodegradables, no generan residuos\u201d, explica la qu\u00edmica Maule. \u201cLos sint\u00e9ticos, adem\u00e1s de acumularse en el ambiente, al no degradarse naturalmente, pueden lixiviarse en r\u00edos y otros cursos de agua. Y sus residuos de mon\u00f3meros de acrilatos pueden ser t\u00f3xicos tanto para el suelo como para los r\u00edos\u201d. La lixiviaci\u00f3n es el proceso de extracci\u00f3n de una sustancia (en este caso, los acrilatos) de un medio s\u00f3lido (el suelo de las plantaciones) mediante su permanente disoluci\u00f3n. Los hidrogeles comerciales sint\u00e9ticos pueden retener agua durante un per\u00edodo que va de tres meses a un a\u00f1o. Seg\u00fan Sabadini, todav\u00eda no se han efectuado test de durabilidad del hidrogel biodegradable.<\/p>\n

Para convertir en una realidad el proyecto de un nuevo hidrogel, Sabadini ide\u00f3 y prob\u00f3 durante su doctorado varias f\u00f3rmulas, entre ellas, una compuesta por quitosano y goma gelana. \u201cEl proceso de obtenci\u00f3n y purificaci\u00f3n del quitosano, que se extrae del caparaz\u00f3n de crust\u00e1ceos, es sencillo\u201d, dice el investigador. A su vez, la goma gelana es generada por bacterias que proliferan en la ra\u00edz de una planta acu\u00e1tica, denominada elodea. La goma se elabora en un medio de cultivo de laboratorio y se la seleccion\u00f3 y est\u00e1 disponible comercialmente debido a su alto poder de absorci\u00f3n de agua.<\/p>\n

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L\u00e9o Ramos<\/span><\/a> An\u00e1lisis microsc\u00f3pico y termogravim\u00e9trico del hidrogel en el Instituto de Qu\u00edmica de S\u00e3o Carlos da USP, para comprobar la p\u00e9rdida de masa aliada a la temperaturaL\u00e9o Ramos<\/span><\/p><\/div>\n

Esponja mojada<\/strong>
\nTanto los hidrogeles sint\u00e9ticos como los naturales son similares a los que se emplean en la fabricaci\u00f3n de pa\u00f1ales y toallas \u00edntimas femeninas. En su versi\u00f3n agr\u00edcola, los geles pueden tener diferentes formatos. Cuando est\u00e1 seco, el pol\u00edmero superabsorbente ideado en la USP se parece a un trozo de pl\u00e1stico poco maleable. Al mojarse, se asemeja a una esponja embebida. En tanto, el pol\u00edmero hidroretenedor comercial Hydroplan-EB, del grupo franc\u00e9s SNF, l\u00edder mundial en la fabricaci\u00f3n de poliacrilatos, es un producto granulado, con part\u00edculas de diferentes tama\u00f1os, que asume la forma de un gel transparente una vez hidratado. La empresa francesa exporta ese producto a Brasil desde una de sus plantas elaboradoras en Estados Unidos. A nivel global, tambi\u00e9n fabrican hidrogeles las empresas Evonik, Sanyo y Basf.<\/p>\n

\u201cEl gel que distribuye Hydroplan-EB es un copol\u00edmero de acrilato de potasio y acrilamida, que funciona como un reservorio junto a las ra\u00edces, almacenando agua y aquello que estuviera disuelto en ella, como en el caso de pesticidas y fertilizantes\u201d, explica el ingeniero qu\u00edmico Loremberg Fernandes de Moraes, gerente comercial de Hydroplan-EB. El producto puede absorber entre 200 y 400 veces su propio peso aumentando hasta 100 veces su volumen. \u201cLas ra\u00edces de la planta captan el agua del gel por \u00f3smosis, de la misma forma que la absorben del suelo\u201d. Moraes subraya que la gran ventaja de esta tecnolog\u00eda subyace en que reduce la frecuencia y el volumen de agua que se emplea para el riego. \u201cSi en condiciones normales el agricultor necesita regar la plantaci\u00f3n cada dos d\u00edas, con el uso de nuestro gel, repite esa operaci\u00f3n cada tres o cuatro d\u00edas\u201d, sostiene Moraes.<\/p>\n

\u201cLas poliacrilamidas no se degradan biol\u00f3gicamente, por ello, una vez aplicadas en el suelo, sufren una degradaci\u00f3n paulatina o disociaci\u00f3n por acci\u00f3n del cultivo, de los rayos ultravioletas del sol y un fraccionamiento constante que ronda alrededor del 10% en los suelos cultivados continuamente por medio de implementos agr\u00edcolas\u201d, explica Moraes. \u201cEl deterioro del pol\u00edmero se produjo en forma acelerada. En experimentos cient\u00edficos y por espacio de tres meses, se coloc\u00f3 al pol\u00edmero en soluciones que conten\u00edan sales de calcio, magnesio y hierro. Este tipo de degradaci\u00f3n tambi\u00e9n puede producirse en los suelos abonados anualmente con fertilizantes completos\u201d. Para ello, \u00e9l se basa en estudios publicados en la d\u00e9cada de 1980, en art\u00edculos cient\u00edficos de Reda Azzam, de la Autoridad de Energ\u00eda At\u00f3mica de Egipto, y de cient\u00edficos del Instituto de Investigaci\u00f3n en Horticultura de Australia, y de la Universidad de California, en Los \u00c1ngeles.<\/p>\n

Seg\u00fan Moraes, Brasil es el segundo\u00a0 consumidor de hidrogeles para la agricultura en el mundo, tan s\u00f3lo detr\u00e1s de Estados Unidos, donde ese producto tambi\u00e9n se emplea en jardines. \u201cAqu\u00ed, la principal aplicaci\u00f3n de los geles superabsorbentes se da en las plantaciones de eucalipto, que requieren mucha agua. Estimamos que la demanda del producto por la agricultura se ubica en torno a unas 500 toneladas anuales. En una plantaci\u00f3n de eucalipto, por ejemplo, de alrededor de 1.200 ejemplares, se emplean 1,5 kilogramos por hect\u00e1rea. El precio del Hydroplan-EB var\u00eda seg\u00fan el volumen encargado por el productor, pero se ubica entre 25 y 30 reales el kilogramo\u201d, aclara Moraes.<\/p>\n

Seg\u00fan Agnieszka Maule, del IQSC-USP, la mayor desventaja de esta innovaci\u00f3n es el alto costo del hidrogel natural a base de quitosano y goma gelana. \u201cNuestra materia prima tiene un alto costo en comparaci\u00f3n con los pol\u00edmeros sint\u00e9ticos, siendo unas 100 veces mayor. Esperamos que las materias primas naturales reduzcan su precio a medida que aumente su demanda\u201d, analiza. Previo al inicio de su elaboraci\u00f3n comercial, el producto a\u00fan debe atravesar una serie de pruebas a escala reducida. \u201cNormalmente, esos test se desarrollan en forma conjunta con empresas interesadas en la producci\u00f3n o con laboratorios de institutos de tecnolog\u00eda\u201d.<\/p>\n

\"\"<\/a>Lechuga y caf\u00e9<\/strong>
\nDurante el desarrollo del producto, Sabadini teste\u00f3 el hidrogel en cultivos de lechuga con el objetivo de evaluar su eficacia. Se colocaron semillas en cuencos peque\u00f1os para hacerlas germinar en un sustrato de c\u00e1scara de coco. En algunos recipientes se mezclaron muestras de hidrogel seco y, en otros, con fertilizante. Hubo un tercer lote que se mont\u00f3 con muestras de control, solamente con las semillas. Todos los potes recibieron la misma cantidad de agua de una sola vez. \u201cLuego de unos d\u00edas pudo verse germinar a las semillas que recibieron solamente el hidrogel e hidrogel con fertilizante. En el caso de las muestras de control, no se constat\u00f3 germinaci\u00f3n alguna\u201d, relata Sabadini.<\/p>\n

Las primeras investigaciones sobre esta tecnolog\u00eda en Brasil comenzaron alrededor del a\u00f1o 2000. En principio, los hidrogeles pueden utilizarse en cualquier tipo de cultivo agr\u00edcola o forestal y en diferentes tipos de suelo. \u201cNo hay un l\u00edmite para la aplicaci\u00f3n del producto, puesto que la idea consiste en prolongar la presencia de agua en el suelo o promover su fertilizaci\u00f3n. Pero se sacar\u00eda mayor provecho de ellos en terrenos \u00e1ridos y arenosos, que no poseen capacidad de retenci\u00f3n de agua\u201d, sostiene Maule.<\/p>\n

La Universidad Federal de Lavras (Ufla), en el estado de Minas Gerais, realiza investigaciones al respecto de esta tecnolog\u00eda desde 2009. El ingeniero agr\u00f3nomo Rubens Jos\u00e9 Guimar\u00e3es estudia los beneficios de los hidrogeles sint\u00e9ticos en plantaciones de caf\u00e9. El estudio cuenta con el apoyo del Consorcio Pesquisa Caf\u00e9, coordinado por Embrapa Caf\u00e9, cuya sede se encuentra en Brasilia, y suscit\u00f3 cuatro tesinas de maestr\u00eda y una tesis doctoral, que, seg\u00fan el investigador, confirmaron la eficacia del producto. Si bien los hidrogeles constituyen una tecnolog\u00eda ya consagrada, resulta importante determinar par\u00e1metros para su utilizaci\u00f3n, que var\u00edan seg\u00fan el cultivo, el suelo, el clima y las caracter\u00edsticas meteorol\u00f3gicas de la regi\u00f3n. El estudio tambi\u00e9n se propuso identificar la granulometr\u00eda ideal del gel, que es el Hydroplan-EB, que ser\u00e1 empleado en los cafetales, adem\u00e1s de la cantidad del producto empleado en cada planta, entre otras variables.<\/p>\n

\u201cLa optimizaci\u00f3n del agua mediante el uso de este producto puede darse tanto en regiones de caficultura de secano [sin riego o con bajo \u00edndice pluviom\u00e9trico] como en \u00e1reas de riego. En el primer caso, el empleo del pol\u00edmero podr\u00eda garantizar el afianzamiento de las pl\u00e1ntulas mientras no aparezca la lluvia. En tanto, en las plantaciones con riego, los hidrogeles permiten alargar el tiempo entre riegos\u201d, explica Guimar\u00e3es. \u201cEl producto podr\u00eda servir como aliado de los caficultores en per\u00edodos de sequ\u00eda prolongados, reduciendo las p\u00e9rdidas\u201d.<\/p>\n

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RODRIGO C\u00c9SAR SABADINI <\/span><\/a> En la USP, el experimento con cultivos de lechuga revel\u00f3 que en los recipientes con el hidrogel, las semillas germinaron. En los potes sin hidrogel, ellas no prosperaronRODRIGO C\u00c9SAR SABADINI <\/span><\/p><\/div>\n

Los estudios de la Ufla revelaron que las plantas de caf\u00e9 que contaron con el agregado del pol\u00edmero hidroretenedor mostraron una evoluci\u00f3n un 10% mayor que el resto. Otro resultado sorprendente fue el que se detect\u00f3 en las ra\u00edces, que crecieron un 40% m\u00e1s que las de las plantas que no recibieron el producto. El hidrogel, seg\u00fan Guimar\u00e3es, debe utilizarse para que el agricultor no pierda las pl\u00e1ntulas y semillas plantadas en caso de sequ\u00eda. As\u00ed, el producto se transforma en garante para la prosperidad de la plantaci\u00f3n, incluso ante la ausencia de lluvias. \u201cEl uso de los geles es una opci\u00f3n viable porque para las plantas es f\u00e1cil extraer del pol\u00edmero el agua necesaria para su supervivencia. Esto qued\u00f3 evidenciado en los trabajos que resaltaron la evoluci\u00f3n de las ra\u00edces en el interior de los gr\u00e1nulos del pol\u00edmero hidratado, promoviendo mayor superficie de contacto entre ellas, el agua y los nutrientes esenciales para el crecimiento de la planta\u201d, explica Guimar\u00e3es.<\/p>\n

El investigador sostiene que esta tecnolog\u00eda redujo la mortalidad de los cafetos y, consecuentemente, el porcentaje de resiembra, una pr\u00e1ctica que encarece los costos de producci\u00f3n. \u201cPero hay otras tecnolog\u00edas que deben asimismo promoverse, tales como un manejo adecuado de las plantas invasoras, el abono ecol\u00f3gico, el riego localizado, entre otras pr\u00e1cticas\u201d.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Pol\u00edmeros naturales podr\u00edan viabilizar cultivos agr\u00edcolas en zonas \u00e1ridas","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[281,297,328],"coauthors":[116],"class_list":["post-248290","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-biotecnologia-es","tag-ingenieria","tag-quimica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/248290","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=248290"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/248290\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=248290"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=248290"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=248290"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=248290"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}