La conversión de aguas residuales en fertilizantes mediante tratamientos fúngicos representa un avance significativo en la gestión sostenible de residuos. Este enfoque innovador no solo reduce la dependencia de combustibles fósiles, sino que también promueve una agricultura más ecológica y eficiente. A través de la investigación, pionera de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, se ha demostrado el potencial de los hongos para transformar aguas residuales ricas en nutrientes en fertilizantes útiles, abriendo nuevas posibilidades para la economía circular en la agricultura.
Licuefacción hidrotérmica
La conversión de residuos orgánicos en fertilizantes es crucial para la sostenibilidad. Este proceso puede reducir el consumo de combustibles fósiles y promover una producción agrícola más ecológica. Un método innovador para lograr esto es la licuefacción hidrotérmica (HTL), que convierte biomasa en biocrudo mediante un proceso de alta temperatura y alta presión. Según un informe del Instituto de Bioproductos y Bioprocesos (2023), la HTL puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 85% en comparación con la gestión tradicional de residuos. Sin embargo, este proceso también genera aguas residuales llamadas fase acuosa de licuefacción hidrotérmica (HTL-AP), que contienen nutrientes valiosos y, a veces, metales pesados tóxicos.
Investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign han explorado tratamientos fúngicos. Estos tratamientos pueden convertir las aguas residuales de HTL en fertilizantes útiles para cultivos agrícolas. Paul Davidson, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Agrícola y Biológica (ABE), explicó: «HTL utiliza biomasa húmeda de fuentes orgánicas como estiércol de cerdo o desechos alimentarios. Sabemos que HTL-AP contiene nutrientes, pero están en formas que las plantas no pueden acceder.» Este reto motivó a los investigadores a buscar soluciones innovadoras para aprovechar estos nutrientes sin causar daño al medio ambiente ni a los cultivos.
Los tratamientos fúngicos convierten aguas residuales en fertilizantes agrícolas
Hongos: aliados ambientales
Trametes versicolor, un hongo de podredumbre blanca, fue clave en la investigación. Este hongo tiene la capacidad de descomponer compuestos de nitrógeno orgánico en amoníaco o nitrato y potencialmente eliminar componentes tóxicos. Vitória Leme, autora principal del primer estudio, desarrolló métodos para cultivar este hongo y aplicarlo a las aguas residuales. «Nuestro estudio demostró que tratar una solución que contenía 5% de HTL-AP con T. versicolor durante tres días aumentó significativamente las concentraciones de nitrato y amoníaco,» comentó Leme. Este incremento en la disponibilidad de nutrientes es esencial para la utilización efectiva de HTL-AP como fertilizante.
La investigación posterior amplió estos hallazgos iniciales. Tras la graduación de Leme, Karla Lopez continuó el proyecto como estudiante de pregrado en Ingeniería Tecnológica y Gestión de Sistemas Agrícolas (ETMAS). Lopez lideró un segundo estudio que combinó el tratamiento fúngico con un proceso de nitrificación bacteriana para convertir aún más el amoníaco en nitrato. «Encontramos que la inoculación simultánea de T. versicolor y bacterias nitrificantes aumentó las concentraciones de nitrato en HTL-AP 17 veces,» explicó Lopez. Este hallazgo subraya el potencial de los tratamientos combinados para mejorar la eficiencia de la conversión de nutrientes.
La investigación combina tratamientos fúngicos y bacterianos
Aplicaciones prácticas y futuras
La optimización del proceso depende de varios factores. Los investigadores descubrieron que las muestras presentaron los mayores aumentos de nitrato y amoníaco cuando los microorganismos se sometieron a agua con un pH entre 6 y 7.5. Además, hay evidencia de que el hongo elimina algunos de los compuestos potencialmente tóxicos en los residuos biológicos. «El tratamiento produjo una enzima que ha demostrado degradar toxinas,» señaló Lopez. Esta capacidad de limpieza adicional hace que T. versicolor sea aún más valioso en el tratamiento de aguas residuales de HTL.
El futuro de esta tecnología parece prometedor. Basándose en los resultados prometedores de estos estudios, el equipo de Davidson ahora trabaja en el uso de las aguas residuales tratadas para cultivar cultivos hidropónicos. «El tratamiento debe realizarse lo más cerca posible del proceso de HTL para establecer una economía circular y reducir la necesidad de transportar biomasa pesada a largas distancias,» indicó Davidson. Por ejemplo, si se utiliza estiércol de cerdo como materia prima, todo el sistema podría configurarse cerca de una granja porcina, facilitando la recolección y el tratamiento de los residuos en el lugar.
La tecnología tiene un futuro prometedor
Conclusión
La innovación en tratamiento de aguas residuales es crucial. El tratamiento fúngico de las aguas residuales de HTL ofrece una solución sostenible y eficiente para convertir residuos orgánicos en fertilizantes. Esta tecnología no solo mejora la gestión de residuos, sino que también promueve una producción agrícola sostenible. A medida que la investigación avanza, estas tecnologías pueden integrarse más ampliamente, ayudando a cerrar el ciclo de nutrientes y reducir el impacto ambiental de la agricultura. En resumen, la conversión de aguas residuales en fertilizantes mediante tratamientos fúngicos no solo aprovecha recursos valiosos, sino que también abre nuevas vías para prácticas agrícolas más sostenibles y responsables con el medio ambiente.
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