Christianson (Universidad de Illinois): “La colaboración internacional es esencial para hacer avanzar los biorreactores y abordar los desafíos mundiales de la agricultura”

Laura Christianson, profesora asistente de calidad del agua en la University of Illinois, es una experta el biorreactores. Su investigación ha demostrado cuan efectivos son estas sistemas para remover el exceso de nitrógeno de los campos agrícolas en el medio oeste de Estados Unidos. Esta experta ha participado esta semana en la Jornada Técnica Internacional 'Uso de biorreactores con madera y humedales para la desnitrificación de efluentes agrícolas' organizada por la Cátedra de Agricultura Sostenible de la Universidad Politécnica de Cartagena, impulsada por COAG y Fecoam. En Agrodiario hemos hablado con ella para que nos cuente cómo es su trabajo en nuestra entrevista 'En nombre propio'.

Su investigación ha demostrado cuan efectivos son los biorreactores para remover el exceso de nitrógeno de los campos agrícolas en el medio oeste. ¿Cuál ha sido el proceso hasta lograr su eliminación?

Los biorreactores funcionan mediante el proceso natural de desnitrificación. Este proceso ocurre naturalmente en el suelo, y en un biorreactor simplemente añadimos carbón extra para mejorar el proceso. Las astillas de madera de un biorreactor proporcionan un “super buffet” de comida para las diminutas bacterias desnitrificantes que convierten el nitrato en el agua en gas nitrógeno inofensivo. Un biorreactor se describe como una zanja lleva de astillas de madera donde estas bacterias desnitrificantes se comen el carbono de las astillas de madera y convierten el nitrato del agua en gas nitrógeno. Los biorreactores todavía se consideran una nueva práctica para los agricultores del Medio Oeste, pero están ganando terreno y nuestra investigación es una parte importante de ello.

¿Qué papel juega el diseño de un biorreactor en el tiempo de retención y la eliminación de nitrato sin subproductos indeseables?

Los biorreactores están diseñados para un tiempo de retención mínimo determinado. Por lo tanto, el diseño y el tiempo de retención están estrechamente vinculados. Una parte difícil para nosotros en el Medio Oeste de los EE. UU. es que nuestro drenaje agrícola no fluye a un ritmo de flujo constante. Sin embargo, todavía somos capaces de diseñar y gestionar biorreactores para cumplir con nuestros objetivos de nitrato.

No todas las virutas de madera sirven para la eliminación de nitratos con biorreactores. También se han analizado otras fuentes de carbono como mazorcas y tallos de maíz, paja de trigo o cartón sin el mismo éxito, ¿a qué se debe el triunfo mayor en los restos de poda de madera?

No diría que otras fuentes han sido analizadas sin éxito. De hecho, las mazorcas de maíz, por ejemplo, funcionan mejor que las astillas de madera (es decir, las mazorcas de maíz son capaces de eliminar más nitrato que las astillas). Sin embargo, las mazorcas de maíz se descomponen más rápido que las astillas de madera y nuestro enfoque se ha centrado en mantener los biorreactores fáciles para los agricultores. No queremos que nuestros agricultores tengan que reemplazar los medios de carbono con demasiada frecuencia porque nuestros agricultores del medio oeste ya están ocupados. Esta práctica debe ser práctica para ellos, por lo que usamos astillas de madera.

¿Cuál es la media de vida de los biorreactores de madera?

Nuestra "regla general" para los biorreactores de madera en el Medio Oeste de los EE.UU es de aproximadamente 10 años. Esencialmente, hemos observado las astillas de madera en un biorreactor durarán en cualquier lugar de 7 a 15 años antes de que necesiten ser reemplazados.

¿Por qué hasta ahora en Estados Unidos no se han implementado el uso de biorreactores de madera a gran escala? ¿En España será posible algún día?

La implementación biorororreactora en el Medio Oeste de los EE. UU es algo que estamos trabajando duro para lograr. En el Medio Oeste tenemos un enfoque "voluntario" para mejorar la calidad del agua, es decir, no existe un mandato reglamentario del gobierno que haga que los agricultores limpien el drenaje. La palabra "voluntaria" es complicada porque alcanzar nuestros objetivos hídricos no es voluntario. La palabra simplemente significa que los agricultores pueden elegir qué prácticas hacer. Otra limitación es que se necesitarán miles de millones de dólares para hacer todas las prácticas de conservación que necesitamos. No está claro quién tendrá que pagar esa factura. Creo que los biorreactores en España pueden funcionar incluso mejor que en Estados Unidos. Algunas aplicaciones aquí, como el uso de biorreactores para la salmuera de desalinización, permiten que los biorreactores se diseñen de manera más eficiente. Los agricultores en España están bajo diferentes restricciones que algunos agricultores estadounidenses. Creo que hay factores más fuertes para hacer biorreactores aquí en España.

En el futuro, ¿los agricultores podrán controlar el agua en los biorreactores para mejorar su eficiencia mediante el uso de ciclos de rehumectación y secado?

Esto es mejor preguntárselo al Dr. Bryan Maxwell, que se encuentra colaborando actualmente con la Cátedra de Agricultura Sostenible de la UPCT de Cartagena, pero sí, creo que esto será posible especialmente aquí en España.

EE.UU no posee ninguna regulación sobre el nitrógeno que sale de las granjas. ¿Cómo afecta este hecho a la pesca en zonas como el Golfo de México o el río Mississippi?

Los seres humanos necesitan alimentos y contamos con agricultores para proporcionarla. Como investigadores, científicos e ingenieros, nuestro trabajo es averiguar cómo los agricultores pueden cultivar estos alimentos para alimentar a la población mundial, proveer para sus propias familias financieramente y mantener nuestro agua y aire limpio. Tenemos que proporcionar soluciones prácticas a la comunidad agroculutural para cumplir todos estos objetivos.

La falta de agua en el Campo de Cartagena es uno de los grandes problemas de los agricultores de la zona, a diferencia de lo que ocurre en EE.UU. Además, hay quienes proponen el uso de agua del subsuelo como solución a la escasez hídrica y la desalación como complemento a los recursos existentes. Como experta en agronomía, ¿considera eficaces estas técnicas o aboga por otras soluciones?

Los agricultores en el Campo de Cartagena se enfrentan a desafíos de agua muy diferentes que nosotros en el Medio Oeste de los EE. UU. Se requieren soluciones innovadoras y colaborativas en todas partes para los desafíos hídricos.

¿Qué importancia tiene la investigación a nivel internacional y lograr optimizar el diseño de biorreactores para el conjunto de condiciones únicas de cada campo?

La colaboración internacional es esencial no sólo para hacer avanzar a los biorreactores, sino también para abordar más ampliamente los desafíos mundiales de la agricultura. Al hablar más a través de las fronteras, aprendemos nuevas perspectivas y evitamos "reinventar la rueda". ¡Esta colaboración internacional es vital!

Por último, ¿cómo es su día a día en una jornada en la Universidad de Illinois?

En un día cualquiera, puedo estar enseñando mis clases, reuniéndome con mis estudiantes de posgrado o mi personal de campo, escribiendo propuestas de becas o documentos de investigación o visitando granjas en todo el estado. Mi parte favorita de mi trabajo como “profesora asistente" es que mi trabajo incluye hacer divulgación y comunicar la ciencia con los agricultores y las partes interesadas.

EN NOMBRE PROPIO

Libro...La casa de la Pradera

Color... Verde

Animal...Mis gatos

Afición... Los biorreactores

Deseo… No estoy segura

Día de la semana...Viernes

Comida... Cualquiercosa salada

Destino... Cartagena, ¡por supuesto!

Refrán… Cosecharás lo que siembras