Descripción del proyecto
Control del amoniaco en explotaciones ganaderas con un sensor económico y eficiente
NH3ControlFarm contribuye a mejorar la salud de las aves y prevenir la lluvia ácida.
Granja de engorde.
El amoniaco es un gas incoloro y con un característico olor repulsivo cuya fórmula química es NH3. Puede encontrarse en diferentes concentraciones en las granjas avícolas procedente de la volatilización de sus excreciones. Por encima de 20 ppmv (partes por millón) tiene un impacto negativo en la salud de las aves, afectando a su tasa de crecimiento, sistema inmunológico e histomorfología intestinal. Además, su liberación al medio ambiente está descrita como causa de lluvia ácida, actuando como catalizador. Por tanto, el control de la concentración de amoniaco en las explotaciones tiene una gran relevancia sanitaria, medioambiental y económica.
Las técnicas que actualmente se utilizan para medir el amoniaco atmosférico en granjas son complejas y de coste elevado, o económicas pero insuficientes. El grupo de investigación MINTOTA de la Universidad de Valencia, liderado por Pilar Campíns Falcó, quiere solucionarlo a través de NH3ControlFarm, un sensor de amoniaco atmosférico pasivo y colorimétrico. Al ser pasivo, no es necesario suministrarle energía, y al ser colorimétrico, proporciona una respuesta en forma de escala de color que puede interpretarse con facilidad. Por si fuera poco, es inteligente, midiendo el amoniaco a distintas temperaturas, porcentajes de humedad relativa y durante diferentes periodos de engorde. Además, NH3ControlFarm es una herramienta portátil, sostenible y que informa de todo el ambiente de la granja, algo imposible con el resto de opciones actuales.
Respuesta del sensor.
El enfoque basado en sensores de bajo coste permitirá inspeccionar de manera eficiente la atmósfera de un mayor porcentaje de granjas en menos tiempo, lo que posibilitará a las empresas tomar medidas inmediatas sobre problemas de calidad y seguridad. Al desarrollar dispositivos de bajo coste, NH3ControlFarm tiene el potencial de empoderar no sólo a los grandes productores, sino también a los pequeños y medianos. Dado que hoy en día los pequeños ganaderos en lugares remotos no tienen los mismos conocimientos, recursos financieros y capacidades técnicas que las grandes granjas, NH3ControlFarm puede tener un tremendo impacto en el aumento de la seguridad a pequeña escala y el cumplimiento de las normas de seguridad alimentaria cada vez más estrictas. Además, es necesario rediseñar los sistemas alimentarios que hoy representan casi un tercio de las emisiones globales de gases de efecto invernadero.
NH3ControlFarm ha demostrado su viabilidad en granjas de engorde de 22.000 plazas de la Comunidad Valenciana, alcanzando un nivel de madurez tecnológica TRL 6. Las próximas acciones enmarcadas en el programa AGROALNEXT trasladarán los ensayos a otras comunidades autónomas con el objetivo de avanzar en el estado de la tecnología hasta TRL 7-8. En concreto, los futuros ensayos se realizarán en Aragón y Navarra a través de la UNIO, ASAV y el Grupo UVESA. Cuando la tecnología esté lista para su implementación, se desarrollarán guías para el manejo de amoniaco en granjas avícolas, informes sobre los resultados y publicaciones científico-técnicas y divulgativas.
Respuesta del sensor.
Entrevista del proyecto
Sensor económico y eficiente para el control del amoniaco en explotaciones ganaderas: NH3ControlFarm
Entrevista a Pilar Campíns Falcó, investigadora principal del proyecto NH3ControlFarm.
¿Cuál es el objetivo principal de su investigación?
MINTOTA ha desarrollado sensores pasivos colorimétricos resilientes, para el control verde y sostenible de amoníaco de aplicación entre otras, en la atmósfera en su conjunto de una granja, este diseño no es posible con las opciones actuales. El proyecto prueba de concepto PDC2021‐121604‐I00 financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación con fondos NExtGenerationEU está demostrando la viabilidad de la solución NH3ControlFarm para el seguimiento y control de la atmósfera de amoníaco en dos granjas de engorde (22000 plazas) seleccionadas de la Comunidad Valenciana, para alcanzar TRL 6. El proyecto AGROALNEXT 2022/019 persigue como objetivo avanzar en el estado de la tecnología (hasta TRL 7‐8), ampliando el conocimiento para establecer un protocolo para granjas de engorde y estudiar también su transferencia a otras comunidades autónomas, concretamente a Aragón y Navarra a través de La UNIO, ASAV y el Grupo UVESA.
¿Qué resultados ha obtenido hasta el momento y cómo cree que estos pueden contribuir al objetivo principal de su investigación?
El amoníaco, por encima de 20 ppmv (Council Directive 2007/43/EC) tiene un impacto negativo en granjas de aves, afectando a su tasa de crecimiento, sistema inmunológico e histomorfología intestinal. Además su liberación al medio ambiente está descrita como causa de lluvia ácida, actuando como catalizador. La mayoría de las técnicas analíticas actuales para medir su contenido en atmósferas de granjas son complejas y de coste elevado y las menos costosas solo proporcionan información puntual.
Hay una gran necesidad de una herramienta portátil inteligente, fácil de usar y sostenible para su uso in situ. Además de ser pasiva, dar respuestas de color a distintas temperaturas, % humedad relativa y periodo de crecimiento de las aves, otra ventaja importante de NH3ControlFarm es su capacidad para dar información de todo el ambiente de la granja avícola distribuyendo el número adecuado de sensores. Este diseño no es posible con las opciones existentes. El enfoque basado en sensores de bajo coste permitirá inspeccionar de manera eficiente la atmósfera de un mayor porcentaje de granjas en menos tiempo, lo que posibilitará a las empresas tomar medidas inmediatas sobre problemas de calidad y seguridad. Además es necesario rediseñar los sistemas alimentarios que hoy representan casi un tercio de las emisiones globales de gases de efecto invernadero.
¿Qué metodología y tecnologías está utilizando en su investigación?
Para alcanzar el hito 1: Reducir el riesgo de peligro para la salud aumentando la detección de la contaminación lo antes posible en las granjas avícolas, se desarrollarán actividades dirigidas a evitar el impacto negativo en las aves a partir del control de la concentración de NH3 a través de la herramienta NH3ControlFarm en granjas avícolas modelo y establecer la posible heterogeneidad de sus atmósferas, diseñar planes de muestreo e implementación de medidas de control de aireación y humedad relativa para mejora de la tasa de crecimiento y rendimiento de las aves. En la actividad 1 se sintetizan los sensores en el laboratorio, se diseña el dispositivo pasivo colorimétrico y su calibración en función del crecimiento de las aves en el periodo de engorde, temperatura y humedad de la granja. Se ensayarán en Navarra y Aragón, para dos camadas. Se elegirá una en cada comunidad autónoma en colaboración con la Unió y la integradora Grupo UVESA para evaluar si los resultados que se obtienen están de acuerdo con las granjas modelo de la Comunidad Valenciana muestreadas en el proyecto PDC2021‐121604‐I00. Se procederá a la síntesis de los sensores en el laboratorio, diseño de los dispositivos pasivos colorimétricos y a su calibración en función del crecimiento de las aves en el periodo de engorde, temperatura y humedad de la granja. Se ensayarán en Navarra y Aragón, también para dos camadas. Se elegirá una en cada comunidad autónoma en colaboración con la Unió y la integradora Grupo UVESA para evaluar si los resultados que se obtienen están de acuerdo con las granjas modelo de la Comunidad Valenciana.
¿En qué medida su investigación está contribuyendo al desarrollo de un sector agroalimentario más verde, sostenible y/o saludable? ¿En cuáles de los Objetivos de Desarrollo Sostenible se enmarca su proyecto?
Los objetivos específicos son: i) Reducir el riesgo de peligro para la salud aumentando la detección de la contaminación lo antes posible en las granjas avícolas (línea 1 del programa AGROALNEXT: actuaciones 1.6 , 1.7), ii) Demostrar la utilidad de los sistemas de detección verdes y sostenibles desarrollados en entornos reales (línea 7) iii) Incrementar la confianza en los procesos productivos que se siguen (línea 3:act 3.2,3.4,3.5 y 7) y iv) Cumplir los objetivos de la estrategia europea de la granja a la mesa apoyando los productos de calidad, el desarrollo rural, la seguridad alimentaria y la trazabilidad, así como la salud y el bienestar de los animales.
¿Qué desafíos ha encontrado en la implementación de sus resultados en el sector agroalimentario?
Al desarrollar dispositivos de bajo coste, NH3ControlFarm tiene el potencial de empoderar a los pequeños/medianos productores también. Dado que hoy en día los pequeños ganaderos en lugares remotos no tienen los mismos conocimientos, recursos financieros y capacidades técnicas que las grandes granjas, NH3ControlFarm puede tener un tremendo impacto en el aumento de la seguridad a pequeña escala y el cumplimiento de las normas de seguridad alimentaria cada vez más estrictas. Como tal, los pequeños/medianos productores podrán realizar pruebas que aumentarán su visibilidad en el mercado, ayudarán a los productores a relacionarse con los clientes y presentarán formas locales novedosas de producción y procesamiento.
¿Qué impactos sociales y económicos cree que puede tener la implementación de sus resultados en el sector agroalimentario?
Los impactos esperados son: 1) Fortalecer la avicultura a pequeña/mediana escala y posibilitar formas locales novedosas de producción y procesamiento de alimentos y 2) Garantizar altos estándares de calidad de los alimentos con un menor uso de recursos y con costes competitivos. NH3ControlFarm permitirá que los granjeros obtengan rendimientos económicos más justos por sus productos certificados y, por lo tanto, mejoren su rentabilidad. Hoy en día, solo está disponible para granjas grandes que poseen la instrumentación requerida o bien utilizan laboratorios de ensayo.
¿Qué recomendaciones tiene para otros investigadores o actores del sector agroalimentario en cuanto a la implementación de sus resultados?
Se desarrollarán guías para el manejo de NH3 en granjas avícolas e informes sobre los resultados y publicaciones científico-técnicas y divulgativas.
Díptico
