SOPHOS: Solucions naturals i sostenibles per captar i reciclar fòsfor en l’àmbit agrícola
RESIST: Millorar la resposta a emergències provocades pel canvi climàtic
gener 25, 2023
AgroMOBY: Un vehicle multipropòsit, totterreny, omnidireccional i autònom per a aplicacions agrícoles
desembre 22, 202222/12/2022
El model del sector agrícola actual i la sostenibilitat
Actualment vivim un canvi de paradigma basat, d’una banda, en la importància creixent dels aspectes relacionats amb la salut en la dieta, i d’altra, en l’acompliment dels Objectius de Desenvolupament Sostenibles (ODS) tant d’àmbit ambiental com social. Es preveu que la població humana d’aquí al 2050 augmenti fins als més dels 9 bilions d’habitants. Això comportarà la necessitat de produir un 60% més dels aliments que ja es consumeixen en l’actualitat. Resulta urgent adequar la producció agrícola a les necessitats d’una població mundial en augment, tot respectant els recursos naturals amb criteris de sostenibilitat. Cal, doncs, una transformació completa del sector agroalimentari i de tota la seva cadena de valor, un canvi cap al que es coneix com a “Sustainable Food System” (SFS), i el sector agrícola n’és una de les pedres angulars.
En aquest context neix SOPHOS, un projecte en el qual participen el grup d’investigació de Materials de Construcció i Carreteres (MATCAR) i el grup d’Enginyeria i Microbiologia del Medi Ambient (GEMMA) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC). En el marc de SOPHOS, es desenvoluparà i validarà una tecnologia de baix cost per millorar l’eficiència en la utilització de recursos agronòmics, en particular, la de l’aigua i la del fòsfor, segons un model d’economia circular, i reduir-ne així l’impacte.
El fòsfor, un element essencial pels fertilitzants
El fòsfor és un element imprescindible per a la formulació dels fertilitzants i no té un substitut ni natural ni artificial. Gairebé fins al 75% del que s’administra als conreus es perd per ineficiències del propi procés de fertilització, ja sigui pel tipus de cultiu, per la climatologia, per l’espècie cultivada o pel tipus de pràctiques agrícoles. A conseqüència d’aquest procés, s’estima que entre el 60 i el 80% d’aquesta contaminació difosa cap els aqüífers és deguda a l’agricultura, amb la consegüent pèrdua de diversitat natural. Recuperar-lo requereix una elevada quantitat de productes químics i d’energia que, degut als baixos marges econòmics amb què es treballa, ho fa inviable.
Per contrarestar aquesta necessitat, es planteja dissenyar i construir filtres naturals (aiguamolls artificials) reblits de material adsorbent de fòsfor que permetran recuperar el fòsfor de lixiviats agrícoles, mineralitzar les restes vegetals de la collita, i reutilitzar l’aigua tractada, tot utilitzant subproductes de la indústria metal·lúrgica.
La tecnologia dels aiguamolls artificials
Un aiguamoll artificial està constituït per una bassa excavada en el terreny, reblerta d’un material filtrant i plantada amb espècies vegetals que permeten el tractament d’aigües residuals i la mineralització de material orgànic. Requereixen de poca o gens energia per al seu funcionament, no generen residus durant el tractament i presenten una bona integració paisatgística en l’àmbit rural. Tot i que han estat utilitzats per a la descontaminació d’un ampli ventall d’aigües residuals, la seva aplicació en l’àmbit agrícola a través de SOPHOS és pionera.
Els aiguamolls necessiten materials reactius que permetin augmentar l’eficiència en l’eliminació o captació del fòsfor. En el marc de SOPHOS, els aiguamolls es rebliran d’escòries d’acer provinents de la indústria metal·lúrgica, ja que presenten una elevada porositat i riquesa en calci i ferro, elements amb una elevada capacitat d’absorció del fòsfor. Aquests materials, a més, contenen nitrogen, matèria orgànica, ferro i altres metalls que són micro i macronutrients necessaris per al creixement vegetal.
En el mateix procés, els aiguamolls també funcionaran com a sistemes d’assecat i mineralització dels residus de la collita agrícola, rics en nutrients, que podran substituir si més no parcialment, la necessitat de fertilitzants externs, i per tant, minvar les necessitats de fòsfor.
Els aiguamolls també eliminaran matèria orgànica i altres contaminants, tot produint una aigua regenerada per a poder ser utilitzada per a reg.
Impacte esperat
Canviar el model agrícola lineal per un de circular en el qual:
- Es recupera el fòsfor (un element escàs i imprescindible en la producció de fertilitzants) de lixiviats, revertint la contaminació produïda en la seva pèrdua per ineficiències del mateix procés de fertilització.
- Es mineralitzen les restes vegetals de la collita reduint necessitats de fertilització.
- Es reutilitza l’aigua tractada.
- Es reutilitzen subproductes industrials (escòries d’acer provinents de la indústria metal·lúrgica).
Durada, pressupost i finançament
El projecte té una durada de dos anys (2021-2023) i compta amb un pressupost de 50.000 euros. És cofinançat pel Fons Europeu Agrícola de Desenvolupament Rural (FEADER) i la Generalitat de Catalunya.
Tecnologia
Tema
Vols saber més?
Projectes Relacionats
- Combinar l'activitat agrícola i la producció d'energia solar a partir de plaques fotovoltaiques és l’objectiu de SYMBIOSYST, un projecte impulsat per un consorci de 16 socis europeus entre els quals s’inclou la UPC. En el marc d’aquest projecte, es desenvoluparan eines tecnològiques per contribuir a generar energia neta per al sector agrícola a Europa.
- La producció de biogàs a partir de la digestió anaeròbia està experimentant un creixement exponencial a Europa en els últims anys, ja que pot ser produït localment i perquè té un clar efecte positiu sobre el reciclatge dels residus, la generació d'energia neta, el desenvolupament sostenible o l'acció pel clima. En aquest context es desenvolupa el projecte FertiLab, en el qual participen investigadors del Departament d'Enginyeria Agroalimentària i Biotecnologia (DEAB) de la UPC.
- El projecte AI4WATER proposa optimitzar l'ús dels recursos hídrics disponibles, mitigar els efectes de la creixent escassetat d'aigua en agricultura i millorar la seguretat alimentària mitjançant la creació d'un bessó digital (Digital Twin o DT) en un sector de reg de la Segarra-Garrigues (Lleida). En ell participen el Centre Específic de Recerca en Comunicació i Detecció de la UPC (CommSensLab-UPC), el Centre de Disseny d'Equips Industrials (CDEI) i el Grup de Geofísica i Enginyeria Sísmica (GiES) de la UPC.
- En l’actualitat, la robòtica agrícola és un sector emergent. Malgrat que comença a haver-hi iniciatives per a automatitzar les tasques del camp, la majoria es troben als Estats Units i l’Europa Central, i són encara incipients en el nostre entorn.
