SOPHOS: Soluciones naturales y sostenibles para captar y reciclar fósforo en el sector agrícola

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El modelo del sector agrícola actual y la sostenibilidad

Actualmente vivimos un cambio de paradigma basado, por un lado, en la importancia creciente de aspectos relacionados con la salud en la dieta y, por otro lado, en el desempeño de los Objetivos de Desarrollo Sostenibles (ODS), tanto de ámbito ambiental como social. Se prevé que en 2050 la población humana aumente hasta los más de los 9 billones de habitantes. Esto comportará la necesidad de producir un 60% más de los alimentos que ya se consumen en la actualidad. Resulta urgente adecuar la producción agrícola a las necesidades de una población mundial en aumento, respetando los recursos naturales con criterios de sostenibilidad. Es necesaria, pues, una transformación completa del sector agroalimentario y de toda su cadena de valor, un cambio hacia lo que se conoce como “Sustainable Food System” (SFS), y el sector agrícola es una de las piedras angulares.

En este contexto nace SOPHOS, un proyecto en el que participan el grupo de investigación de Materiales de Construcción y Carreteras (MATCAR) y el grupo de Ingeniería y Microbiología del Medio Ambiente (GEMMA) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC). En el marco de SOPHOS, se desarrollará y validará una tecnología de bajo coste para mejorar la eficiencia en la utilización de recursos agronómicos, en particular, la del agua y la del fósforo, según un modelo de economía circular, y reducir así el impacto.

El fósforo, un elemento esencial para los fertilizantes

El fósforo es un elemento imprescindible para la formulación de los fertilizantes y no tiene un sustituto ni natural ni artificial. Casi un 75% del que se administra a los cultivos se pierde por ineficiencias del propio proceso de fertilización, ya sea por el tipo de cultivo, por la climatología, por la especie cultivada o por el tipo de prácticas agrícolas. Como consecuencia de este proceso, se estima que entre el 60 y el 80% de esta contaminación difundida hacia los acuíferos es debida a la agricultura, con la consecuente pérdida de diversidad natural. Recuperarlo requiere una elevada cantidad de productos químicos y de energía que, debido a los bajos márgenes económicos con que se trabaja, lo hace inviable.

Para contrarrestar esta necesidad, se plantea diseñar y construir filtros naturales (humedales artificiales) colmatados de material adsorbente de fósforo que permitirán recuperar el fósforo de lixiviados agrícolas, mineralizar los restos vegetales de la cosecha y reutilizar el agua tratada utilizando subproductos de la industria metalúrgica.

La tecnología de los humedales artificiales

Un humedal artificial está constituido por una balsa excavada en el terreno, colmatada de un material filtrante y plantada con especies vegetales que permiten el tratamiento de aguas residuales y la mineralización de material orgánico. Requieren de poca o nada de energía para su funcionamiento, no generan residuos durante el tratamiento y presentan una buena integración paisajística en el ámbito rural. A pesar de que han sido utilizados para la descontaminación de un amplio abanico de aguas residuales, su aplicación en el ámbito agrícola a través de SOPHOS es pionera.

Los humedales necesitan materiales reactivos que permitan aumentar la eficiencia en la eliminación o captación del fósforo. En el marco de SOPHOS, los humedales se colmatarán de escorias del acero provenientes de la industria metalúrgica, puesto que presentan una elevada porosidad y riqueza en calcio y hierro, elementos con una elevada capacidad de absorción del fósforo. Estos materiales, además, contienen nitrógeno, materia orgánica, hierro y otros metales que son micro y macronutrientes necesarios para el crecimiento vegetal.

En el mismo proceso, los humedales también funcionarán como sistemas de secado y mineralización de los residuos de la cosecha agrícola, ricos en nutrientes, que podrán sustituir cuando menos parcialmente, la necesidad de fertilizantes externos y, por tanto, menguar las necesidades de fósforo.

Los humedales también eliminarán materia orgánica y otros contaminantes, produciendo un agua regenerada para poder ser utilizada para el riego.

Impacto esperado

Cambiar el modelo agrícola lineal por uno de circular en el que:

  • Se recupera el fósforo (un elemento escaso e imprescindible en la producción de fertilizantes) de lixiviados, revirtiendo la contaminación producida en su pérdida por ineficiencias del mismo proceso de fertilización.
  • Se mineralizan los restos vegetales de la cosecha reduciendo necesidades de fertilización.
  • Se reutiliza el agua tratada.
  • Se reutilizan subproductos industriales (escorias del acero provenientes de la industria metalúrgica).

Duración, presupuesto y financiación

El proyecto tiene una duración de dos años (2021-2023) y cuenta con un presupuesto de 50.000 euros. Es cofinanciado por el Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural (FEADER) y la Generalitat de Cataluña.

 
 


Actividad financiada a través de la Operación 01.02.01 de Transferencia Tecnológica del Programa de desarrollo rural de Cataluña 2014-2022


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