Aire, agua y electricidad: la combinación perfecta para el desarrollo de las plantas

En el corazón de España se está llevando a cabo una revolución verde ,mientras sus productores reclaman con orgullo su posición como el principal proveedor de verduras orgánicas en Europa cultivadas bajo la protección de la agricultura cubierta.

A pesar de este triunfo, el rendimiento orgánico aún no ha alcanzado los mismos rendimientos que la agricultura convencional, enfrentándose a tres desafíos que aún limitan su potencial:

• En primer lugar, existe una notable deficiencia de nitrógeno justo cuando las plantas más lo necesitan. Diferentes etapas de crecimiento demandan niveles variables de nitrógeno, con necesidades incrementadas durante la formación de frutas y para un crecimiento robusto en condiciones climáticas favorables. En este contexto, los fertilizantes orgánicos tradicionales carecen de la capacidad para convertir una cantidad suficiente en nitrógeno utilizable, obstaculizando así el crecimiento óptimo de las plantas.
• En segundo lugar, los niveles de pH, tanto del agua de riego como del suelo, presentan un desafío significativo. La gestión efectiva de los niveles de pH y bicarbonato en el agua de riego es crucial. El agua de pozo y el agua de riego que contienen fertilizantes orgánicos pueden mostrar niveles elevados de bicarbonato, lo que lleva a un pH más alto. Este exceso de bicarbonato puede formar precipitados de sal con calcio y fosfatos, potenciando posibles bloqueos en el sistema de riego y volviendo inaccesibles los nutrientes para los cultivos.
• Consecuentemente, el tercer desafío implica controlar los niveles de bicarbonato en el agua. El agua de riego con un pH que supera los 7.5 está vinculada a niveles elevados de bicarbonato. Para contrarrestar esto, la inyección de agua acidificada puede neutralizar el pH y reducir la acumulación de bicarbonato. Abordar este problema implica tratar el agua con un ácido potente.

Rayos: un fenómeno natural y común

Una solución para el cultivo orgánico puede ser el uso de la tecnología de plasma, que está basada en un proceso natural como son los rayos.

En el mundo, se producen alrededor de 8 millones de rayos al día. Cuando tiene lugar uno de estos, el aire circundante, compuesto principalmente por oxígeno y nitrógeno, se lleva a la fase de plasma.

El 99 % de toda la materia en el universo existe en este estado. Cuando el aire se lleva a la fase de plasma, las moléculas de oxígeno y nitrógeno en el aire se vuelven reactivas, lo que origina la formación de molé,culas fácilmente solubles en agua.

En la naturaleza, esto ocurre cuando un rayo golpea durante una tormenta: la lluvia y el agua superficial son tratadas de forma natural con un plasma de aire. La lluvia luego se asienta en la superficie de la tierra y fluye hacia el suelo.

Este proceso resulta en agua de lluvia con un pH más bajo. Esto ayuda a asegurar un nivel de pH equilibrado del suelo, que es un elemento importante para apoyar su fertilidad.

Rayos copiados, uno a uno, y capturados en un reactor de alta tecnología

Este proceso físico de acidificación del agua se puede reproducir según los principios de la biomímesis, en una innovación. Y es aquí donde VitalFluid ha desarrollado reactores de alta tecnología que producen agua acidificada. 

Para su implementación, solo se requieren agua, aire y energía eléctrica para la producción de solución ácida, y así poder operar in situ.

En el caso de la producción agrícola, se cuenta con la ventaja de que no emite CO₂, y tampoco conlleva riesgos para las personas y el medioambiente debido al envasado, almacenamiento, transporte y distribución.

Además, en el caso de que haya una fuente de energía sostenible disponible, como puede ser solar o eólica, las máquinas operan de manera neutral en cuanto a CO₂, acercando así mucho más la producción de alimentos a la sostenibilidad.

El uso de este tratamiento de agua mediante acidificación puede ayudar a controlar los niveles de pH y disminuir los bicarbonatos en el agua. 

Por lo tanto, el resultado final es un suministro de agua mejorado para el cultivo, lo que se traduce en mayores rendimientos y condiciones más favorables para el desarrollo del cultivo.

Sobre VitalFluid

VitalFluid fue fundada en 2014 por Paul Leenders y Polo van Ooij. 

Paul, un emprendedor creativo con experiencia en química, y Polo, un ingeniero eléctrico de la Universidad de Eindhoven, se conocieron durante una investigación conjunta sobre tecnología de plasma. 

Reconocieron el valor de esta tecnología y su idoneidad para una variedad de aplicaciones sostenibles. Por ello, decidieron dedicar sus carreras profesionales a desbloquear su enorme potencial.

Su misión es la de contribuir a un mundo sostenible, a través de una producción de alimentos a través de alternativas limpias para los nutrientes nitrogenados y agroquímicos existentes.

Su estrategia se centra en soluciones sostenibles para aplicaciones agrícolas como controladores de pH, tratamiento de semillas, sanidad vegetal y tratamiento de agua. 

Paralelamente también trabajan en la aplicación de plasma en otros ámbitos, como medicina y limpieza. 

Cajamar Innova

Esta startup fue acelerada en la tercera convocatoria de la incubadora especializada de alta tecnología, Cajamar Innova, donde desarrolló con éxito un ensayo en el que se instaló su controlador de pH para cultivar tomates ecológicos.

VitalFluid ha desarrollado una máquina que reproduce un proceso natural que se da en la atmósfera durante las tormentas, por el cual la energía liberada por el relámpago, depositada en una columna de aire a lo largo del mismo, forma un plasma con una elevada temperatura, el cual se expande, produciendo una onda de choque, que genera el sonido característico (trueno). Esta onda induce una serie de reacciones químicas sucesivas:

N₂ + 4O₂ + relámpago → 2NO + 2O₃
NO + O₃ → NO₂ + O₂
NO₂ + OH → HNO₃

Al final del proceso se forma ácido nítrico, que cae a la tierra con la lluvia. Este proceso es una forma importante de fijación abiótica del nitrógeno en la naturaleza. 

La máquina de VitalFluid reproduce este proceso de forma controlada y al final se obtiene una solución ácida con una concentración de 300 mM/L de ácido nítrico.

El uso de esta tecnología ha sido autorizado en cultivo ecológico para controlar el pH de la solución nutritiva, favoreciendo la absorción de nutrientes y reduciendo la obturación de goteros. Es de esperar que se obtenga una disminución significativa del coste de la fertirrigación.