Científicos argentinos desarrollaron un fertilizante a base de mandioca

Ingenieros e investigadores de la Universidad de Buenos Aires, junto con colegas del INTA en Misiones y productores de la cooperativa CAISA, desarrollaron un fertilizante biodegradable de liberación controlada a partir de material reciclado de la industria de la mandioca. El producto mostró resultados alentadores en cultivos en invernadero.

Por Vanina Lombardi // Tomando esos residuos, un grupo interdisciplinario de especialistas, investigadores, profesionales y productores lograron desarrollar un fertilizante biodegradable de acción prolongada. El proyecto fue impulsado por el Grupo de Aplicaciones de Materiales Biocompatibles (GAMBi) de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires (FIUBA), junto con investigadores de la Facultad de Filosofía y Letras (FFyL), también de la UBA, y la colaboración de especialistas del Instituto Nacional de Tecnología Agraria (INTA) y productores de la Cooperativa Agrícola e Industrial San Alberto Limitada (CAISA) que, entre otras cosas ,elabora féculas, premezclas para chipá y puré deshidratado.

“El objetivo era lograr un desarrollo que aumentara el valor agregado del almidón y aprovechara los residuos que generan las cooperativas en la producción de la fécula, que es justamente lo que incorporamos a nuestras matrices, y que no sólo fuera aplicable al mismo cultivo de mandioca para incrementar la producción, sino que también permitiera promover el desarrollo socioeconómico de la región”, afirma María Valeria Debandi, ingeniera e investigadora de GAMBi/FIUBA, que dirige este proyecto. Por ejemplo, se espera que a futuro este desarrollo pueda ser empleado en otros cultivos regionales, como los de yerba mate, té y frutillas.

Más del 70% de la producción nacional de la planta de mandioca (o yuca) es cultivada en Misiones, en una superficie plantada de aproximadamente 12.000 hectáreas en la que trabajan alrededor de 10.000 productores.

Específicamente, este equipo de trabajo desarrolló una “matriz” en base a esa biomasa, que en su interior contiene nitrato de potasio, que es un fertilizante comercial de uso común. “La matriz es como una perlita o una piedrita que está hecha de almidón, fibra y cascarilla, a la que le agregamos un activo que es el fertilizante propiamente dicho. Esa matriz se va a hinchar y va a permitir la salida paulatina del activo que le cargamos”, explica Debandi y destaca que trabajar con almidón de mandioca fue un desafío para el grupo, porque, si bien tenían conocimiento del comportamiento de otros almidones, de papa y de maíz, nunca habían trabajado con el de mandioca, aunque aclara que uno de los ejes centrales de la carrera de Ingeniería Química es el estudio de los fenómenos de transferencia, para caracterizar y determinar los factores controlantes de la liberación que les permitan modelar nuevos desarrollos, en función de los requerimientos de cada cultivo o productor.

Actualmente, existen dos tipos de fertilizantes. Unos son los de liberación rápida, que son más económicos pero duran poco en los suelos y por eso deben ser aplicados reiteradas veces, lo que puede resultar tóxico para los cultivos. Otro caso son los de liberación controlada, que están dentro de una matriz que va dejando salir el nutriente de forma regular, en función de las condiciones ambientales. Estos últimos son más estables pero los que existen actualmente en el mercado están basados en matrices sintéticas que son imposibles de recuperar y que, una vez que liberan su contenido, quedan en el suelo y lo contaminan.

Por el contrario, de lograr su producción a escala industrial, los fertilizantes a base de residuos mandioca no solo serían biodegradables sino que, además, la fibra y la cascarilla de la matriz también terminarían actuando como nutrientes del suelo, lo que también tiene una influencia beneficiosa sobre los cultivo. “Este fertilizante actuaría como una esponja que absorbe humedad del suelo y que, gracias a esa capacidad de hidratación, permitiría liberar gradualmente el activo ampliando la ventana de tiempo en la que los nutrientes están disponibles para los cultivos, en concentraciones adecuadas, que no resulten tóxicas para los suelos”, destaca Debandi.

“La matriz es como una perlita o una piedrita que está hecha de almidón, fibra y cascarilla, a la que le agregamos un activo que es el fertilizante propiamente dicho. Esa matriz se va a hinchar y va a permitir la salida paulatina del activo que le cargamos”, explica Debandi.

Este proyecto, en el cual participan más de una decena de especialistas, entre ingenieros, investigadores, profesionales y técnicos, además de los y las productoras de la cooperativa y alumnos de la Cátedra de trabajo profesional de Ingeniería Industrial de la FIUBA, comenzó a principios de 2021. Una vez establecidas las necesidades de los productores, los primeros seis meses fueron de investigación, hasta encontrar y poner a punto tanto las concentraciones de los componentes de la matriz, como las del activo a cargar y las condiciones del proceso. Luego, los investigadores trabajaron dos meses más en una optimización del desarrollo que les permitió disminuir las pérdidas, mejorar las temperaturas y acortar los tiempos en cada una de las etapas, incrementando hasta un 400% la producción del biofertilizante a escala laboratorio.

Una vez que el desarrollo estuvo listo se inició la etapa de transferencia. A fines de 2021 se enviaron los primeros desarrollos a Misiones, adonde se hicieron las pruebas sobre cultivos de frutillas en invernadero, en la Estación Experimental del INTA en Montecarlo. “Los resultados fueron muy alentadores ya que se obtuvieron rendimientos de más del 100% en masa de fruto por planta en los sistemas que fueron fertilizados, frente a los sistemas testigo de cultivos que no fueron fertlizados”, detalla Debandi, y adelanta que ahora se está probando en mandioca, también en invernadero, y luego se probará en cultivos a campo.

“En el laboratorio habíamos tenido buenos resultados y eso nos alentaba a seguir, pero la etapa más gratificante fue cuando tuvimos la devolución de las pruebas en invernadero y vimos que los productores y los colegas del INTA estaban súper entusiasmados. También había cosas que se podían mejorar, lo que nos permite seguir con pruebas y variaciones para intentar satisfacer las inquietudes que nos propusieron”, agrega Debandi. A futuro, por ejemplo, la idea es poder agregarle un agente a la matriz, que prevenga las enfermedades que afectan a las plantas. En particular, esperan hacerlo con quitosano, un compuesto de propiedades antimicrobianas que se obtiene a partir del caparazón de crustáceos, en el que se especializan en el GAMBi.

Por el momento, ya han logrado que la producción de este biofertilizante a escala de laboratorio sea “muy rápida”, aunque no la están haciendo de manera continua ya que las pruebas en invernaderos llevan más tiempo, según la propia cinética de los cultivos, tanto para el envío de los fertilizantes como para determinar en qué etapa utilizarlos y en cuál hacer la evaluación de resultados. “La ventaja de caracterizar estas matrices, en esta segunda etapa del proyecto, es que nos permite trabajar sobre los parámetros que regulan la transferencia del activo, desde el seno de la matriz hacia el suelo”, comenta Debandi.

Este desarrollo, que fue presentado en el marco de un Proyecto de Desarrollo Estratégico de la UBA (orientados a vincular y transferir a la sociedad los resultados alcanzados en la investigación científico tecnológica), contó con dos financiamientos del rectorado de la UBA, de $ 224.000 y $ 350.000, con el cual pudieron adquirir algunas materias primas y equipamientos pequeño para el laboratorio, como un nivel óptico y un agitador.

La iniciativa logró concretarse a través del Proyecto Vectores de la FIUBA, que busca la cooperación de esa facultad con otras unidades académicas, y del Programa Interdisciplinario de la UBA sobre Desarrollo (PIUBAD), de la Secretaría de Ciencia y Técnica del Rectorado. A través de ellos, los y las investigadoras del GAMBi se pusieron en contacto con la cátedra de Antropología y Educación del Instituto de Ciencias Antropológicas de la FFyL/UBA, que trabaja con cooperativas mandioqueras de Misiones hace más de diez años, estudiando sus redes sociotécnicas. Eso les permitió vincularse con CAISA, con el Ministerio de Agro y Producción de la provincia de Misiones y con la estación Montecarlo del INTA en Misiones.

“Los colegas de Antropología nos dieron una visión que no teníamos sobre los pequeños y medianos productores, porque conocen profundamente sus problemáticas y el impacto que tienen tanto el cultivo de yuca como la producción de las féculas, en cada una de las regiones en las que estas cooperativas están instaladas”, dice Debandi. Y concluye: “La sociedad necesita ver que desde el ámbito académico se intentan lograr desarrollos que aporten al medio socioproductivo. El trabajo de investigación no siempre tiene resultados tan gratificantes, pero es bueno que se transfiera y que se den a conocer estos proyectos que vinculan grupos de investigación con agentes externos que tienen problemas o inquietudes que intentamos solucionar desde la universidad”.