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Con el vaporizador de suelo, el propano se utiliza para alimentar el motor y generar el vapor que se inyecta en el suelo para controlar plagas. (Foto de Bruce Aoki, Wildwood Productions)
Un proyecto para construir equipos impulsados por propano que utilizan vapor para controlar patógenos y malezas en el suelo, como alternativa a la mayoría de los fumigantes, ha avanzado gracias a una alianza entre el Consejo de Educación e Investigación del Propano (PERC) y la Universidad de California, Davis (UC Davis).
Inicialmente desarrollado en California para proteger cultivos de malezas y enfermedades, el equipo impulsado por propano inyecta vapor lo suficientemente caliente como para controlar nematodos, semillas de malezas y patógenos. El proyecto ha evolucionado durante la última década y media: desde unos pocos prototipos que probaron combustible de propano y diésel, hasta una unidad personalizable que hoy funciona exclusivamente con propano y está disponible comercialmente.
La revista LP Gas conversó con Steve Fennimore, profesor de extensión cooperativa del Departamento de Ciencias de las Plantas de UC Davis, y Michael Newland, director de desarrollo de negocios agrícolas del PERC, para conocer cómo ha avanzado el trabajo en el equipo, cómo ha evolucionado la asociación y cuáles son los próximos pasos para su lanzamiento.
La tecnología
El equipo forma parte de una unidad conocida como el vaporizador de suelo por el PERC y otros actores del sector. El vaporizador de suelo ha sido probado y operado en varios cultivos, y actualmente existen dos versiones de la unidad: una para cultivos de zanahoria y lechuga, y otra diseñada para fresas.
La unidad, controlada a distancia e impulsada hidráulicamente por un motor Kubota de propano, recorre los surcos elevados e inyecta vapor en el suelo antes de la siembra. La unidad consiste en un armazón de acero con púas perforadas, que inyectan vapor en los primeros centímetros del suelo a intervalos cuidadosamente planificados (la profundidad de inyección varía según la profundidad de las raíces del cultivo; por ejemplo, las zanahorias y la lechuga son cultivos de raíces poco profundas). Un generador de vapor alimentado por propano calienta el agua y produce el vapor.
Inyectar vapor a una temperatura crítica de 160 grados Fahrenheit en el suelo durante 15 a 20 minutos permite controlar más del 90% de las plagas objetivo, explica Fennimore.
“Eso reduce la carga de plagas en el suelo, y las malezas no emergen, o lo hacen en cantidades muy reducidas”, señala Fennimore.
El vaporizador de suelo está diseñado, en parte, para responder a la demanda del creciente sector de la agricultura orgánica, según Fennimore. El PERC también destaca que esta tecnología permite a las grandes explotaciones agrícolas implementar fácilmente el método.
El papel clave del propano
Dada la considerable cantidad de propano necesaria para operar el vaporizador de suelo —que varía desde unos 160 galones por acre para cultivos de lechuga hasta alrededor de 1.200 galones por acre para fresas— la tecnología representa una importante oportunidad de negocio para la industria del GLP. La cantidad de propano necesario varía según el volumen y la profundidad del suelo que debe calentarse para cada cultivo. Las zanahorias y la lechuga, al ser cultivos más superficiales, requieren menos profundidad de inyección que las fresas.
Además, el mercado agrícola ya es un cliente habitual del sector, con más de 800.000 explotaciones agrícolas en Estados Unidos utilizando GLP para el secado de granos y cultivos, calefacción de instalaciones para ganado o invernaderos, calentamiento de agua para diversas aplicaciones, generación de energía, motores de riego y control de malezas, explica Newland.
Reducción de costos y mejora de la salud de las plantas
Utilizar propano en lugar de diésel —que es más caro— representa un importante ahorro operativo.
La implementación del vaporizador no solo puede mitigar los efectos de la escasez de mano de obra en la agricultura, sino que también puede ayudar a los agricultores a reducir los costos de desmalezado. Los productores orgánicos de zanahoria con los que habló Fennimore mencionaron los elevados costos de desmalezado manual como un obstáculo para su actividad.
“Creemos que el impacto económico neto en la explotación es muy positivo”, afirma Newland. “Lo estamos demostrando día a día con pruebas en California.”
El método de vapor también muestra evidencias de generar plantas más saludables. Cuando se probó el primer prototipo en cultivos orgánicos de moras y frambuesas, las plantas tratadas con vapor resultaron ser 45 cm más altas que las demás.
“Eso, por supuesto, llamó la atención de todos”, recuerda Fennimore.
Además, el tratamiento con vapor es una alternativa a ciertos pesticidas, que pueden ser costosos y perjudiciales para la salud humana.
El papel del propano es especialmente relevante en California, en comparación con otros estados, debido a las estrictas normas sobre calidad del aire y uso de pesticidas. Con solo el 4% de las emisiones de óxidos de nitrógeno del diésel y sin generar hollín, el propano es una opción de combustible más limpia.
“Cuando arranco la máquina y la saco de un galpón, la diferencia es enorme”, comenta Fennimore.
Dado que California lidera las regulaciones sobre calidad del aire, Newland señala que la industria del propano tiene la oportunidad de estar a la vanguardia de esas regulaciones mediante el impulso de esta tecnología agrícola.
“Tenemos que ser buenos vecinos. [Puede haber] una casa justo al lado de un campo de lechuga o fresas”, explica Newland. “Hay que ser muy consciente de lo que se está utilizando en esos campos y del impacto en esos hogares.”
Asociación con el PERC
El PERC ha desempeñado un papel cada vez más activo en la investigación y el desarrollo del vaporizador de suelo a lo largo de los años.
En 2011, Fennimore diseñó las máquinas de prueba de concepto y realizó investigaciones básicas sobre factores como la cantidad de vapor necesaria para calentar el suelo a la temperatura requerida para destruir las plagas y las semillas de malezas, así como durante cuánto tiempo debía aplicarse. Construyó el primer prototipo, que ya funcionaba con propano. Curiosamente, una de esas unidades iniciales fue probada en cultivos de fresas.
Aunque el PERC no participaba activamente en el proyecto en ese momento, años antes había financiado parcialmente la investigación, las pruebas y la demostración de la tecnología mediante una subvención y el equipo de UC Davis. (Según Newland, el PERC concedió su primera subvención en esta área en marzo de 2008, por un valor de 29.100 dólares).
Varios años y prototipos después, en 2017 el proyecto —que ya incorporaba un generador alimentado con propano— recibió financiación federal. Sin embargo, una segunda versión, que Fennimore probó en 2021 y 2022, utilizaba un generador de vapor prestado desde Francia, alimentado con diésel.
Fennimore quería volver a utilizar propano como combustible. Así que presentó una propuesta al PERC para financiar la construcción de la unidad actual, equipada con un generador de vapor alimentado por propano. El PERC decidió financiar el proyecto porque aborda un problema único: sustituir productos químicos perjudiciales utilizados en la producción de alimentos, explica Newland.
En diciembre de 2022, el PERC concedió una subvención de 673.250 dólares para seguir desarrollando esta tecnología. Los fondos están ayudando al equipo de Fennimore a construir una versión del vaporizador que pueda funcionar a nivel comercial, explica Newland. Para un proyecto de este tamaño y alcance, es necesario obtener componentes de diversas partes del mundo y recibir sugerencias sobre las características que facilitarían el uso del equipo en el campo.
“Se invirtieron muchas horas de ingeniería para lograr que todo funcionara”, añade.
Fennimore y su equipo construyeron la última unidad financiada por el PERC a finales de 2023 y la pusieron en marcha a principios de 2024. La presentaron en Arizona, en parte a través de una colaboración con la Universidad de Arizona en Yuma, y desde entonces la han estado demostrando y utilizando en cultivos de zanahoria, lechuga y otros vegetales.
Después del éxito de esta segunda versión, el equipo comenzó a construir una unidad de vaporizador alimentada con propano específicamente para cultivos de fresa. Actualmente, esa unidad está en construcción, con el objetivo de tenerla lista para la temporada de tratamiento de fresas en septiembre de 2025.
Cabe destacar que los beneficios de esta tecnología no se limitan a la agricultura del suroeste estadounidense. El vaporizador de suelo también puede beneficiar cultivos como las fresas en otras regiones, especialmente en el sureste.
Próximos pasos
El PERC continúa trabajando para promover el vaporizador de suelo, tanto mediante comunicaciones digitales como en ferias comerciales, a pesar del desafío logístico que representa transportar el equipo para las demostraciones.
“Es un equipo grande. Cada vez que hay que trasladarlo, se necesita cargarlo en un camión”, comenta Newland. “Haremos todo lo posible para ayudar al Dr. Fennimore a difundir esta solución.”
Para llevar el vaporizador a más cultivos, Fennimore y su socio comercial planean buscar financiación para continuar ampliando su escala y avanzar hacia la comercialización total.
Fennimore indica que pronto se jubilará de UC Davis para dedicarse al proyecto a tiempo completo.
“Vamos a llevarlo tan lejos como podamos.”
Fuente: LPGas Magazine