Un ensayo anual demuestra que una combinación de biorreactor de astillas de madera y biochar disminuye la escorrentía de nutrientes en fincas agrícolas estadounidenses
Redacción Mundo Agropecuario
En amplias regiones agrícolas de Estados Unidos, el drenaje subterráneo de los campos cumple una función clave: evacuar el exceso de agua para proteger los cultivos y estabilizar la producción. Sin embargo, esa misma red de drenaje puede convertirse en una vía directa para que nitrógeno y fósforo —aplicados como fertilizantes— lleguen a ríos, lagos y otros cuerpos de agua. Frente a este desafío, un grupo de científicos estadounidenses desarrolló un sistema de tratamiento “al borde del campo” capaz de reducir significativamente la carga de nutrientes que abandona las explotaciones agrícolas.
El método combina dos tecnologías biológicas complementarias: un biorreactor de astillas de madera y un módulo de tratamiento con biochar en dos etapas. De acuerdo con los resultados obtenidos tras un ensayo de campo de un año, la instalación logró disminuir tanto el nitrógeno como el fósforo presentes en el agua de drenaje agrícola, dos de los principales responsables de la eutrofización en ecosistemas acuáticos.
El problema del drenaje agrícola y la pérdida de nutrientes
El uso de fertilizantes nitrogenados y fosfatados es una práctica habitual para sostener rendimientos elevados en cultivos extensivos. No obstante, parte de estos nutrientes no es absorbida por las plantas y puede movilizarse con el agua de lluvia o riego. En regiones con sistemas de drenaje subterráneo, el agua fluye a través de tuberías que la conducen fuera del campo, arrastrando consigo nutrientes disueltos.
Esta pérdida no solo representa una ineficiencia económica para el productor, sino también una fuente de contaminación para cursos de agua. El exceso de nitrógeno y fósforo favorece proliferaciones algales, reduce el oxígeno disponible y altera la calidad del agua, afectando ecosistemas y actividades humanas vinculadas al recurso hídrico.
Conscientes de esta problemática, los investigadores diseñaron un sistema que pudiera instalarse directamente en el punto donde el agua de drenaje abandona el campo, interceptando los nutrientes antes de que ingresen a las vías fluviales.
Cómo funciona el sistema combinado
El primer componente del sistema es un biorreactor de astillas de madera, una tecnología ya conocida en el ámbito de la mitigación de nitratos. Este tipo de biorreactor consiste en una estructura rellena con astillas de madera a través de la cual circula el agua drenada. En ese entorno, microorganismos presentes en el material orgánico utilizan el carbono de la madera como fuente de energía y transforman el nitrato en formas gaseosas menos problemáticas mediante procesos biológicos.
Si bien este mecanismo es eficaz principalmente para la reducción de nitrógeno, el fósforo requiere estrategias adicionales, ya que su comportamiento químico es distinto. Para abordar esta limitación, el equipo incorporó un módulo adicional basado en biochar, un material carbonoso obtenido de biomasa que posee alta capacidad de adsorción.
El módulo de biochar fue diseñado en dos etapas, permitiendo una mayor interacción del agua con el material filtrante. Esta configuración mejora la retención del fósforo, atrapándolo antes de que el agua continúe su recorrido hacia el exterior del campo.
Resultados del ensayo de campo en Estados Unidos
Durante un año completo de monitoreo en condiciones reales de campo, el sistema demostró ser capaz de reducir la carga tanto de nitrógeno como de fósforo en el agua de drenaje agrícola. Los datos recogidos en el estudio indican que la combinación de ambos componentes ofrece una solución integrada frente a dos de los nutrientes más problemáticos en la escorrentía agrícola.
La importancia del ensayo radica en que no se trató de pruebas de laboratorio o simulaciones controladas, sino de una implementación en un entorno agrícola real. Esto permite evaluar el desempeño del sistema frente a variaciones estacionales, eventos de lluvia y cambios en el volumen de drenaje, factores que influyen directamente en la dinámica de transporte de nutrientes.
El enfoque “edge-of-field” —literalmente, en el borde del campo— se presenta como una estrategia práctica, ya que no exige modificar profundamente las prácticas agronómicas internas ni alterar el manejo del cultivo. En lugar de intervenir en el momento de aplicación del fertilizante, el sistema actúa como una barrera final que captura los excedentes antes de que abandonen la parcela.
Implicaciones para la sostenibilidad agrícola
La posibilidad de reducir simultáneamente nitrógeno y fósforo mediante una infraestructura relativamente compacta abre una vía interesante para avanzar hacia sistemas productivos más sostenibles. A diferencia de enfoques que requieren grandes transformaciones en el manejo agronómico, esta tecnología puede integrarse a redes de drenaje existentes.
Para el sector agropecuario estadounidense, donde amplias superficies agrícolas dependen de drenaje artificial, contar con soluciones tecnológicas que mitiguen el impacto ambiental sin comprometer la productividad es un objetivo estratégico. La combinación de biorreactores de astillas de madera y módulos de biochar podría convertirse en una herramienta adicional dentro del conjunto de prácticas de conservación.
Además, el sistema ofrece la ventaja de abordar ambos nutrientes de manera conjunta. Mientras que muchas tecnologías se enfocan exclusivamente en el nitrógeno, el fósforo continúa siendo un desafío relevante en el control de la contaminación agrícola. Integrar ambos procesos en una sola instalación simplifica la gestión y maximiza el potencial de reducción de cargas contaminantes.
Una solución técnica en evolución
El desarrollo de este sistema refleja una tendencia creciente en la investigación agroambiental: trasladar la innovación desde el laboratorio hacia soluciones aplicables directamente en el campo. La combinación de procesos biológicos y materiales de alta capacidad adsorbente demuestra cómo la ingeniería ambiental puede adaptarse a las necesidades de la agricultura moderna.
Aunque el estudio se centró en un ensayo anual, los resultados ofrecen una base científica sólida para continuar evaluando su desempeño a largo plazo, así como su viabilidad económica y operativa en distintos contextos agrícolas dentro de Estados Unidos.
En un escenario donde la presión sobre la calidad del agua es cada vez mayor y la agricultura enfrenta demandas de sostenibilidad más estrictas, tecnologías como esta muestran que es posible compatibilizar productividad y protección ambiental mediante intervenciones específicas y estratégicamente ubicadas en el sistema productivo.
Referencias
Estudio sobre un sistema de tratamiento de agua en el borde del campo que combina biorreactor de astillas de madera y módulo de biochar para reducir nitrógeno y fósforo en drenaje agrícola, publicado el 26 de febrero de 2026.
