Investigadores de la Facultad de Ingeniería Química (FIQ) y del Departamento de Investigación en Ciencias Agrícolas (DICA), del Instituto de Ciencias de la BUAP, sintetizan nanomateriales laminares para ser empleados como liberadores de fertilizantes. La finalidad es que éstos favorezcan la captación de nutrientes en los cultivos, como nitrógeno, fósforo y potasio, a través de una liberación gradual y controlada.
Desde hace cinco años, los científicos utilizan los compuestos amigables con el medio ambiente capaces de adsorber agroquímicos, como fertilizantes y algunos herbicidas. Después de la adsorción, se encapsulan con alginato de sodio para una mejor manipulación y disminuir la cinética de liberación de estas sustancias.
Álvaro Sampieri Croda, investigador de la FIQ y miembro del Cuerpo Académico Ingeniería de Procesos Químicos y Remediación Ambiental, indicó que la aplicación de la nanotecnología en el campo nace del interés por evitar que los agroquímicos provoquen más daño al suelo, agua y aire. “Dado que en estos momentos es imposible evitar el uso de tales productos, se pretende disminuir el uso excesivo y, en consecuencia, la contaminación del ambiente”.
Actualmente, las principales sustancias empleadas en la actividad agrícola son los fertilizantes y herbicidas, con un porcentaje superior al 60, de acuerdo con datos de la Encuesta Nacional Agropecuaria 2012, del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). Con el uso excesivo de estas sustancias, el suelo se vuelve improductivo, porque la tierra absorbe dichos productos y no las plantas. Además, por un proceso de filtración, muchos agroquímicos llegan a los mantos acuíferos y después al ser humano.
Por tal motivo, los investigadores de la BUAP utilizan materiales benéficos con el ambiente que pueden contener fertilizantes: nitratos, fosfatos y potasio, sales esenciales para el crecimiento de las plantas, los cuales son adsorbidos por arcillas catiónicas y/o aniónicas, para después encapsularlos. Las arcillas aniónicas y catiónicas son materiales económicos laminados a escala micro y nanométrica y entre láminas pueden almacenar diferentes moléculas.
Sampieri Croda, doctor en Ingeniería Química por la Universidad Pierre y Marie Curie de Paris, Francia, explicó que después de adsorber los macronutrientes en la arcilla, éstos se encapsulan con alginato de sodio, un biopolímero vegetal que impide la proliferación de bacterias. Este biopolímero se encuentra distribuido ampliamente en las paredes celulares de las algas marinas pardas.
Para comprobar el efecto de estos nanomateriales, las cápsulas se prueban en un cultivo de hidroponia de lechuga. Hasta el momento, se observa que esta tecnología favorece el crecimiento de las plantas, entre 1.5 y 2 veces más rápido. Además, la velocidad de liberación de los nutrientes se reduce hasta 10 veces al ser encapsulados. Sin embargo, aún falta determinar la concentración adecuada.
En esta parte de la investigación colabora el doctor José Víctor Tamariz Flores, académico del Departamento de Investigación en Ciencias Agrícolas (DICA), del Instituto de Ciencias de la BUAP (ICUAP).
Álvaro Sampieri Croda, nivel I del Sistema Nacional de Investigadores, señaló que este trabajo científico también incluye el encapsulamiento de las sustancias de herbicidas, como la atrazina (compuesto químico prohibido en México, pero aún en uso), paraquat y 2,4 D (ácido 2,4-diclorofenoxiacético), en el que colabora la doctora en Hidrología, Blanca Lucía Prado Pano, investigadora del Departamento de Edafología, del Instituto de Geología de la UNAM.
Estas investigaciones se cimientan en una colaboración multidisciplinaria, cuyo objetivo es trabajar a favor de un bien común.
