En Europa se está probando una serie de estrategias para convertir los desechos agrícolas ricos en nutrientes, como las plumas de pollo, estiércol de vaca y tallos de plantas en fertilizante verde. Lleno de fósforo y nitrógeno, Los productos reciclados podrían ayudar a reducir las emisiones de la agricultura intensiva y la dependencia de las importaciones de fertilizantes.

La agricultura europea produce una abundancia de alimentos de alta calidad, sino también cantidades masivas de desechos de cultivos y animales de granja, incluyendo alrededor de 1.4 mil millones de toneladas de estiércol cada año.

Los desechos agrícolas están repletos de nutrientes, pero a menudo se encuentran en moléculas orgánicas complejas, que necesitan tiempo para descomponerse en minerales para que los utilicen las plantas de cultivo. El estiércol es voluminoso, difícil de transportar y generalmente se genera lejos de los campos de cultivo. Como consecuencia, los agricultores dependen de fertilizantes químicos que a menudo se importan a Europa.

Si bien el mercado de fertilizantes de la UE está valorado entre 20 000 y 25 000 millones de euros al año, Los fertilizantes sintéticos representan el 80% de los productos. El nitrógeno se obtiene tomando el químico del aire y usando energía de combustibles fósiles para convertirlo en sales de amonio que las plantas consumen fácilmente. Fosforoso, el otro ingrediente principal en fertilizantes químicos, está hecho de rocas extraídas principalmente en Marruecos, pero también China y Estados Unidos.

Mientras tanto, los nutrientes esparcidos por las tierras agrícolas pueden filtrarse a los ríos y lagos, causando floraciones de algas y muerte de peces, o evaporarse como gases de efecto invernadero.

'Tenemos demasiados nutrientes fluyendo por Europa, causando problemas ambientales, dijo el profesor Erik Meers, químico ambiental en la Universidad de Gante en Bélgica. 'También tenemos una cantidad cada vez mayor de fertilizantes químicos, nitrógeno y fosfato, siendo utilizado.'

Se estima que 13,6 millones de toneladas de nitrógeno y 1,8 millones de toneladas de fósforo ingresan a la agricultura europea cada año a través de fertilizantes. pero también los cultivos utilizados en la alimentación animal.

'No estamos reciclando todos los nutrientes que podríamos reutilizar, 'dijo el Dr. Víctor Riau Arenas, científico del Instituto de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Cataluña, España. Lidera un proyecto llamado Agronomía Circular que tiene como objetivo impulsar el reciclaje de nutrientes en la cadena alimentaria agrícola y ayudar a reducir las emisiones. "Nuestro objetivo es convertir la cadena lineal que tenemos hoy en una cadena circular mediante el reciclaje de nutrientes".

Con la nueva legislación de la UE en marzo de 2019 que facilita la venta de productos fertilizantes hechos de materiales reciclados, El Dr. Riau y el Prof. Meers se encuentran entre los investigadores que ahora trabajan para extraer nutrientes puros de los desechos orgánicos para producir fertilizantes en bolsas sostenibles.

Microbios

El primer desafío es procesar los desechos. El fertilizante químico llega a las puertas de la granja en bolsas con nutrientes minerales que están listos para usar. Residuos animales y vegetales crudos, sin embargo, primero deben ser degradados por microbios antes de que las plantas puedan usarlos.

'Hay enormes cantidades de nutrientes presentes en los desechos en forma orgánica y no son eficientes para la producción de plantas, ', Dijo el profesor Meers. "Es por eso que a los agricultores les suelen gustar los fertilizantes químicos".

El profesor Meers dirige un proyecto de investigación llamado Nutri2Cycle que utiliza varios enfoques para abordar ambas caras de esta moneda:procesar los desechos agrícolas, mientras lo usa para fabricar productos lo suficientemente buenos como para reemplazar los fertilizantes sintéticos importados.

Para procesar primero el estiércol, Nutri2Cycle lo vierte en un tanque grande llamado biodigestor donde los microbios vivos descomponen la materia orgánica. Un digestato líquido que parece y tiene la consistencia de posos de café, sale una pipa, dejando un material sólido similar al abono con la consistencia de una papilla.

El siguiente paso para los científicos es destilar la fracción líquida y tratarla hasta obtener un compuesto químico puro, como una sal de amonio, está hecho. Este es solo uno de los muchos procesos que el proyecto está poniendo a prueba.

El proyecto Nutri2Cycle también está utilizando sensores para aplicar biofertilizantes en las cantidades adecuadas. Por ejemplo, Los sensores de infrarrojo cercano pueden verificar con precisión qué nutrientes van a un campo, o un sistema de sensores podría evaluar qué parcelas de pastizales necesitan fertilizantes y cuáles no.

Economía circular

El enfoque es uno de los 24 que están explorando los científicos de Nutri2Cycle de toda Europa. Su objetivo es idear procesos industriales rurales para impulsar una economía agrícola circular. Para cerrar el ciclo, Otros enfoques incluyen una planta piloto en la región de Flandes de Bélgica que proporcionará estiércol de cerdo tratado en forma líquida a la lenteja de agua. Esta planta flotante es rica en proteínas y se cosechará y probará como alimento para animales. Otras fuentes de alimento que se cultivan a partir de nutrientes reciclados podrían incluir insectos o algas.

Un experimento como este podría, a su vez, ayudar a reemplazar algunos de los millones de toneladas de soja enviadas a Europa, principalmente de los Estados Unidos, durante el año pasado. La soja es un alimento para animales rico en proteínas. Pero también contiene nitrógeno, que es un componente crucial de las proteínas, y se puede recuperar en abono animal. Lo mismo ocurre con el fósforo importado utilizado en fertilizantes.

'Tenemos estos vastos flujos de nitrógeno y fósforo que llegan a Europa en forma de fertilizantes químicos importados y en forma de piensos animales importados, dijo el profesor Meers. 'De ese modo estamos importando nitrógeno y fósforo, que luego termina en estiércol.

Otros enfoques que está siendo explorado por el proyecto Nutri2Cycle incluyen probar los desechos reciclados de la industria láctea en cultivos en Irlanda. Este desperdicio proviene de la elaboración del queso y el procesamiento de la leche y tiene un alto contenido de nitrógeno, nutrientes de magnesio y fósforo. También analizarán muestras de estiércol de aves de corral, procesamiento de papa de aguas residuales y tratamiento de aguas residuales urbanas en pastizales para alimentación animal y maíz.

Las granjas que utilizan biorresiduos generalmente carecen de información adecuada, según el Dr. SM Ashekuzzaman, un químico ambiental en Teagasc, una organización irlandesa de investigación agrícola, y científico de Nutri2Cycle. Es difícil saber a partir de los desechos biológicos cuántos nutrientes están listos para el uso de las plantas, él dice.

“Existe una laguna en el conocimiento sobre la cantidad de nutrientes disponibles para las plantas. Agregaremos a este conocimiento mediante ensayos agronómicos y luego asesoraremos mejor a los agricultores, ' él dijo.

Alimentación de precisión

Para ayudar a que la agricultura sea más eficiente, en cataluña, Circular Agronomics utilizará en el futuro la calefacción solar para procesar y secar el estiércol de los cerdos para producir fertilizantes. También alimentarán con precisión a las vacas lecheras para reducir el estiércol y las emisiones, mientras que se desarrollará una planta piloto en Alemania para recuperar nitrógeno y fósforo de los residuos de la industria alimentaria.

El Dr. Riau dice que dado que la ganadería y la agricultura arable son actualmente responsables de la liberación de cantidades sustanciales de amoníaco y otros gases de efecto invernadero, El procesamiento de estos desechos ayudará a reducir las emisiones que están causando la emergencia climática.

'Reduciremos el uso de fertilizantes químicos, lo que reducirá los costos, sino también el impacto ambiental de la agricultura en los suelos y la lixiviación de nitratos en las aguas subterráneas, ' él dijo.