041 COMPLEXFER

COMPLEXFER investiga cómo acondicionar aguas para riego a través de las sustancias complejantes presentes en los residuos de la industria vitivinícola

Bagazo de uva

El objetivo principal de COMPLEXFER es adecuar agua para riego mediante el empleo de complejos férricos que después actuarán de fertilizantes de los cultivos. El proyecto, liderado por el investigador de la Universitat Politècnica de València Lucas Santos-Juanes Jordá, se propone revalorizar residuos agrícolas, reducir la huella hídrica y reducir el impacto de los fertilizantes ‘químicos’ tanto por huella de carbono como por precio. La aplicación de sus resultados podría potenciar la economía circular en el sector vitivinícola, ampliar las zonas de cultivos de regadío y hacer frente a los problemas de escasez de agua.

La industria vitivinícola produce bagazo de uva, un residuo sólido que es generado luego de la extracción del mosto y está compuesto principalmente por el hollejo o piel de la uva, las semillas y los cabos de los racimos. Este residuo es utilizado frecuentemente como abono o desechado. COMPLEXFER se ha propuesto darle una segunda vida al bagazo, prestando atención a los ácidos húmicos y fúlvicos que contiene. Estas sustancias tienen varias propiedades de interés en la investigación, ya que son agentes complejantes y también promueven la fertilización. Un agente complejante es aquel que tiene la capacidad de unirse a otras sustancias formando un complejo que normalmente es mucho más soluble. Esta capacidad es muy útil para atacar metales o compuestos de difícil disolución. En este caso, los ácidos húmicos y fúlvicos extraídos del bagazo permiten atrapar el hierro presente en algunas aguas, creando un complejo soluble. Además, el ácido húmico participa en la regulación hormonal de las plantas y, el fúlvico, en el aprovechamiento de fertilizantes. La combinación de estas propiedades permite transformar un residuo en una sustancia capaz de recuperar aguas para el riego y fertilizarlas.

Extracción de las sustancias tipo húmicas por digestión básica

El grupo investigador de la Universitat Politècnica de València tiene experiencia en el empleo de estas sustancias como complejantes del hierro para la depuración de aguas mediante procesos tipo Fenton, que emplean sales de hierro y peróxido de hidrógeno. Por otro lado, el grupo de investigadores de la UA con el que colabora, desarrolla sus investigaciones en el campo de los fertilizantes de origen natural y tienen experiencia en su extracción y uso. Es por ello que el investigador principal de COMPLEXFER considera que “los objetivos del proyecto se podrán cumplir satisfactoriamente”. En cuanto a la metodología de la investigación, para caracterizar el bagazo utilizan una balanza termogravimétrica (% humedad) y un analizador de carbono orgánico total en sólidos (TOC). A continuación, se le realizan extracciones (digestiones básicas) al residuo en diferentes condiciones de pH y temperatura. Una vez realizada la digestión, se somete a las extracciones ya filtradas a un análisis de carbono orgánico total en disolución, espectrometría UV-visible, matrices de emisión excitación de fluorescencia y determinación del tamaño de las macromoléculas obtenidas mediante dispersión de luz (DLS).

Caracterización de los extractos por medio de matrices de Excitación-Emisión de Fluorescencia

La transferencia de los resultados de COMPLEXFER al sector agrícola puede tener un impacto ambiental considerable. Por un lado, revalorizará el bagazo de uva, un residuo agrícola actualmente desaprovechado, potenciando la economía circular. También se ha testado el alperujo, un residuo sólido resultante de la extracción del aceite, y se pretende testar al menos otro más, siendo candidatos la cáscara de arroz y las pieles de cítricos. Por otro, una vez los agentes complejantes sean empleados para acondicionamiento de aguas para riego, podrán minimizar la huella hídrica del sector, ya que permitirán el uso de aguas que actualmente se vierten. Además, el efecto que finalmente tendrá en la fertilización de cultivos permitirá reducir el impacto de los fertilizantes ‘químicos’ tanto por huella de carbono como por precio. Esto se podría traducir en el mantenimiento e incluso la ampliación de las zonas de cultivos de regadío en la Comunidad Valenciana y una reducción de los problemas de escasez de agua.

Las metas del proyecto se alinean con varios de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas. En particular, se dirigen directamente al número 6 (Agua limpia y saneamiento), número 12 (Producción y consumo responsables) y número 15 (Vida en ecosistemas terrestres), ya que se pretende producir alimentos empleando agua de mejor calidad y sustancias obtenidas a partir de residuos agrícolas. Por otra parte, incide parcialmente con otros objetivos, como son el número 2 (Hambre cero), 3 (Salud y bienestar), 9 (Industria, innovación e infraestructuras) y 11 (Ciudades y comunidades sostenibles).

Entrevista a Lucas Santos-Juanes Jordá, investigador principal del proyecto COMPLEXFER

¿Cuál es el objetivo principal de su investigación?

Acondicionar agua para riego mediante el empleo de complejos férricos que después actuarán de fertilizantes de los cultivos.

¿Qué resultados ha obtenido hasta el momento y cómo cree que estos pueden contribuir al objetivo principal de su investigación?

Debido al poco tiempo de transcurso del proyecto, hay pocos resultados. De momento nos encontramos en una etapa inicial en la que se están extrayendo las sustancias con potencial complejante (ácidos húmicos y fúlvicos) de los residuos de diferentes industrias alimentarias bagazo de uva o alperujo entre otros). Se están modificando condiciones de extracción para estudiar rendimientos y posibles diferencias.
No obstante, el grupo de investigadores de la UPV tiene bastante experiencia en el empleo de estas sustancias como complejantes del hierro para la depuración de aguas mediante procesos tipo Fenton (sales de hierro + peróxido de hidrógeno). Por otro lado, el grupo de investigadores de la UA que colabora con nosotros desarrolla sus investigaciones en el campo de los fertilizantes de origen natural y tienen experiencia en su extracción y uso. Por ello pensamos que los objetivos del proyecto se podrán cumplir satisfactoriamente.

¿Qué metodología y tecnologías está utilizando en su investigación?

Para caracterizar el residuo se ha empleado balanza termogravimétrica (% humedad) y analizador de carbono orgánico total en sólidos (TOC). Al residuo se le han realizado extracciones (digestiones básicas) en diferentes condiciones de pH y temperatura. A las extracciones ya filtradas se las va a someter a análisis de carbono orgánico total en disolución, espectrometría UV-visible, matrices de emisión excitación de fluorescencia y determinación del tamaño de las macromoléculas obtenidas mediante dispersión de luz (DLS).

¿En qué medida su investigación está contribuyendo al desarrollo de un sector agroalimentario más verde, sostenible y/o saludable? 

Por el momento se están revalorizando residuos agrícolas. Una vez sean empleados para acondicionamiento de aguas para riego, podrán minimizar la huella hídrica del sector ya que permitirá el uso de aguas que actualmente se vierten. El efecto que finalmente tendrá en la fertilización de cultivos permitirá reducir el impacto de los fertilizantes ‘químicos’ tanto por huella de carbono como por precio.

¿En cuáles de los Objetivos de Desarrollo Sostenible se enmarca su proyecto?

Los objetivos del proyecto se alinean claramente con varios de los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) de las Naciones Unidas. En particular, se dirige directamente al número 6 (Agua limpia y saneamiento), número 12 (Producción y consumo responsables) y número 15 (vida en ecosistemas terrestres) ya que se pretende producir alimentos empleando agua de mejor calidad y empleando sustancias obtenidas a partir de residuos agrícolas. Por otra parte, incide parcialmente con otros objetivos, como son el número 2 (hambre cero), 3 (salud y bienestar), 9 (industria, innovación e infraestructuras) y 11 (ciudades y comunidades sostenibles).

¿Qué desafíos ha encontrado en la implementación de sus resultados en el sector agroalimentario?

Por el momento ninguno, pero experiencias previas indican la reticencia de los agricultores a emplear aguas regeneradas para el riego.

¿Qué impactos sociales y económicos cree que puede tener la implementación de sus resultados en el sector agroalimentario?

Se podrían no solamente mantener sino ampliar las zonas de cultivos de regadío en nuestra comunidad y hacer frente a los problemas de escasez de agua. Al mismo tiempo se le puede dar un uso a residuos agrícolas que por el momento solamente sirven de abono (en el mejor de los casos).