Un sistema de biobaterías solares y de suelo produce urea directamente en el campo

Descentralizar la síntesis de fertilizantes en la explotación agrícola

La producción tradicional de fertilizantes nitrogenados depende de una infraestructura industrial centralizada que consume grandes cantidades de energía fósil y requiere extensas redes de distribución. Para ofrecer una alternativa, el proyecto CONFETI, coordinado por la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), concluyó tres años de investigación con la puesta en marcha de una instalación de campo descentralizada en Viladecans, España, según informó Autonomous University of Barcelona vía Phys.org. La innovación agrícola se centra en sintetizar urea, el fertilizante nitrogenado ampliamente utilizado, a demanda directamente donde los agricultores cultivan sus cosechas.

«El principal reto ha sido trasladar el dispositivo del laboratorio a un entorno agrícola. Ha sido una de las tareas más difíciles».

— Gonzalo Guirado, profesor del Departamento de Química de la Universitat Autònoma de Barcelona

Cómo las bacterias del suelo y la luz solar alimentan el reactor

La unidad de campo integra tres componentes tecnológicos interconectados en un único esquema de funcionamiento, según Autonomous University of Barcelona vía Phys.org. En el núcleo de la instalación hay un reactor electroquímico que convierte dióxido de carbono (CO2) y nitratos en urea. Este reactor se alimenta con una configuración energética híbrida que combina paneles solares fotovoltaicos convencionales con biobaterías que aprovechan la actividad microbiana natural y la materia orgánica del suelo para generar electricidad. Un controlador electrónico integrado equilibra los flujos de energía procedentes de los microbios del suelo y de los paneles solares para mantener la reacción, lo que impulsa la sostenibilidad ambiental en las operaciones rurales.

Cerrar el ciclo del nitrógeno mediante la recuperación fotoquímica

Una etapa complementaria del sistema aborda la escorrentía agrícola transformando los nitratos no absorbidos en materia prima, según documentó Autonomous University of Barcelona vía Phys.org. La instalación cuenta con un reactor fotoquímico que utiliza la luz solar y un fotocatalizador recuperable para reducir los nitratos suspendidos en el agua de drenaje agrícola a amoníaco, un intermedio químico primordial necesario para la etapa de formación de urea. Al reciclar los nitratos que los cultivos no logran absorber, el proceso mitiga la contaminación de las aguas subterráneas y elimina la necesidad de transportar productos químicos peligrosos a las zonas rurales.

Validación en condiciones reales y el camino hacia el escalado comercial

Trasladar dispositivos químicos de las cámaras de laboratorio controladas a una explotación agrícola activa plantea importantes obstáculos de ingeniería. Según Autonomous University of Barcelona vía Phys.org, el coordinador del proyecto, Gonzalo Guirado, profesor del Departamento de Química de la UAB, confirmó que el prototipo funcional operó de forma continua durante el calor del verano y las intensas lluvias del otoño. El consorcio de investigación analiza actualmente los datos de rendimiento del ensayo de Viladecans para abordar los cuellos de botella técnicos y evaluar si la producción de fertilizante a demanda puede alcanzar la viabilidad económica comercial.

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