Nanoburbujas de oxígeno: innovación para el agua de riego

La empresa BS Nature SL impulsa el uso de la tecnología para la inyección de oxígeno mediante nanoburbujas como distribuidora de la empresa estadounidense Moleaer. 

BS Nature ha realizado ensayos de campo con instituciones como Cajamar, IFAPA, Universidad de Almería o Tecnova donde se avala la tecnología y su viabilidad para el uso en agricultura.

La búsqueda de una alternativa tecnológica que ayude a mejorar los cultivos no debe obviar que la sostenibilidad no tiene sentido si no está fundamentada en la rentabilidad de las explotaciones.

Esta nueva tecnología está disponible para los cultivos agrícolas, la cual tiene un impacto directo en la optimización de los recursos y mejor aprovechamiento del agua de riego pero, ¿qué son las nanoburbujas y qué beneficios aportan?

Introducción

Las nanoburbujas son partículas nanoscópicas, tienen un tamaño de entre 70 y 120 nanómetros, siendo 2.500 veces más pequeñas que un grano de sal y, por este motivo, se comportan de forma diferente a las burbujas más grandes. 

Todos sus rasgos beneficiosos para el cultivo (estabilidad, carga superficial, flotabilidad neutra, oxidación, etc.), son resultado de su tamaño, siendo esta la característica más importante de la tecnología. 

Las nanoburbujas poseen una fuerte carga superficial negativa que aumenta la velocidad de interacción entre las nanoburbujas y las impurezas del agua 

Cuando se estimulan, las nanoburbujas se desestabilizan, dando lugar a la formación de radicales hidroxilos (OH-) los cuales destruyen rápidamente los contaminantes del agua al romper su estructura molecular.

Además, gracias a su movimiento constante y a su acción oxidante, las nanoburbujas penetran y eliminan físicamente los depósitos de biofilm en las reservas de agua y en las tuberías de riego, al tiempo que evitan que se vuelvan a formar.

El agua con inyección de nanoburbujas posee una menor tensión superficial, lo cual influye en su infiltración, ya que tiene un ‘ángulo de contacto’ menor con la superficie del suelo, una característica que se traduce en una mejor penetración y distribución del agua.

En el caso de suelos compactados tiene una mayor capacidad para penetrar en sus poros, lo que evita el encharcamiento, la evaporación y la escorrentía. 

Gracias a su carga eléctrica negativa consiguen descompactar el suelo de manera no invasiva

Las nanoburbujas han creado una nueva frontera en el ámbito de la ciencia y la ingeniería que está cambiando la forma en la que industrias enteras utilizan y tratan su agua.

Ensayo de campo

Se realizó un estudio en las instalaciones de la Estación Experimental Cajamar (El Ejido, Almería) en el que se evaluó el efecto en pepino de la aplicación de una solución nutritiva sobresaturada de oxígeno mediante nanoburbujas.

Para su desarrollo se utilizó un invernadero parral asimétrico enarenado con orientación de las cumbreras este-oeste y de 432 m² de superficie. 

El invernadero se dividió en dos bloques (norte y sur) separados por el pasillo central de acceso a las líneas de cultivo. 

A su vez, cada bloque se dividió en dos sectores de riego, uno para cada tratamiento. De este modo, los sectores noreste y suroeste correspondieron al tratamiento control (sin nanoburbujas), mientras que el noroeste y el sureste correspondieron al tratamiento con nanoburbujas. Ambos tratamientos contaron con la misma solución nutritiva.

La variedad utilizada para el estudio fue Pepino tipo Almería cv Marítimo (Rijk Zwaan, Holanda) a una densidad de 1,33 pl·m^-2. 

La plantación se llevó a cabo el 25 de febrero de 2022, extendiéndose el ciclo de cultivo hasta el 15 de junio de 2022 (110 días de duración)

Periódicamente se midió la concentración de oxígeno disuelto en la solución nutritiva de aporte, tanto en el tanque de recirculación como en la solución arrojada por los goteros, mediante un oxímetro óptico.

En cada recolección se contabilizó el peso y número de frutos. Además, se realizaron dos controles de calidad al producto a lo largo del cultivo. Al finalizar se analizó la producción de materia seca y absorción de nutrientes tanto de la planta como de los frutos. 

Resultados

Como se muestra en la siguiente anterior, la concentración de oxígeno aportada en el tratamiento con nanoburbujas fue claramente superior a la del control, donde siempre se situó por debajo de los 10 mg/L, concretamente en 7,3 mg/L a los 7 DDT y en 6,0 mg/L a los 50 DDT.

Se observa como el aporte de nanoburbujas de oxígeno a la planta siempre fue superior a 20 mg/L a lo largo de todo el cultivo, llegando a picos de 28 ppm

La producción comercial de pepino se vio claramente condicionada por el tratamiento, se observan dos periodos claramente diferenciados. 

El periodo 1 abarcó desde el inicio de la recolección hasta los 89 DDT y en él no se observaron diferencias notables de producción entre tratamientos. 

Sin embargo, en el periodo 2 (que se extendió desde los 89 DDT hasta el final de cultivo) el tratamiento con nanoburbujas mantuvo constante la producción hasta final de cultivo, lo que provocó diferencias notables de producción comercial.

El tratamiento con nanoburbujas produjo un 16,23 % más de fruto comercial que el tratamiento testigo, esto se muestra en la siguiente gráfica.

El tratamiento con nanoburbujas produjo un 16,23 % más de fruto comercial

El análisis de la postcosecha y vida útil del producto mostraron que no había diferencias entre tratamientos, manteniendo una calidad similar.

Se observa como la producción de materia seca en el tratamiento con nanoburbujas alcanzó casi un 7 % más de materia seca total con respecto al tratamiento control. Esta diferencia estuvo asociada a la mayor acumulación de materia seca en los frutos del tratamiento con nanoburbujas (+12,5 %), ya que la acumulación en hojas y tallos fue muy similar en ambos tratamientos. 

En el caso de la acumulación de nutrientes en planta, no se obtuvieron diferencias estadísticamente significativas para ninguno de los parámetros analizados, aunque el tratamiento con nanoburbujas tendió a acumular más nitrógeno y potasio en los frutos y, a su vez, en el global del cultivo, mientras que las diferencias en hojas y tallos fueron pequeñas.

Conclusiones

Las conclusiones que se desprenden del estudio son las siguientes: 

1. La aplicación de oxígeno mediante nanoburbujas ha permitido aumentar significativamente la concentración de oxígeno disuelto en la solución nutritiva aportada al cultivo. 
2. La aplicación de oxígeno mediante nanoburbujas ha permitido aumentar significativamente la producción de frutos de primera categoría al final del cultivo, principalmente como consecuencia de la aparición de un mayor número de frutos comerciales, lo que ha supuesto una mayor producción total y comercial en el global del ciclo (+16,23 %).
3. La aplicación de oxígeno mediante nanoburbujas no ha tenido un efecto sobre la vida postcosecha del fruto. 
4. En términos generales, la aplicación de oxígeno mediante nanoburbujas no ha influido sensiblemente en la cantidad global de agua y nutrientes aportados y lixiviados. 
5. La aplicación de oxígeno mediante nanoburbujas ha conllevado un aumento del índice de cosecha del cultivo de pepino. 
6. El tratamiento con nanoburbujas ha tendido a acumular una mayor cantidad de nitrógeno y potasio en los frutos. 

Más información :

https://tecnologiananoburbujas.com/

Contacto:

Pablo@bsnature.es

+34 686 89 92 68

Fuente de la imagen: Moleaer.