Un estudio de la Universidad de Illinois advierte que estos materiales funcionan mejor en laboratorio que en aguas agrícolas complejas, donde el pH, los microorganismos y otros compuestos alteran su desempeño
Redactor: Javier Morales O.
Editor: Eduardo Schmitz
Los pellets de biochar diseñados para capturar fósforo en sistemas de drenaje agrícola no siempre funcionan en el campo como prometen los ensayos de laboratorio. Investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign evaluaron estos materiales bajo condiciones reales y encontraron que su comportamiento frente al fósforo puede ser variable, especialmente cuando entran en contacto con efluentes agrícolas complejos.
El estudio, publicado en Water Environment Research, analiza un problema frecuente en campos del Medio Oeste de Estados Unidos: el drenaje subterráneo ayuda a retirar exceso de agua y mejorar la aireación del suelo, pero también puede transportar fósforo hacia cursos de agua cercanos. Ese nutriente, cuando llega en exceso a ríos, lagos o embalses, contribuye a floraciones algales dañinas.
Una tecnología pensada para capturar y reutilizar fósforo
La idea inicial era atractiva: usar pellets de biochar para capturar fósforo del agua de drenaje y, después, devolver esos pellets al campo como una fuente lenta de nutrientes. Así se podría reducir la pérdida de fósforo hacia el ambiente y, al mismo tiempo, disminuir futuras aplicaciones de fosfato.
Agnes Millimouno, candidata doctoral en el Departamento de Ingeniería Agrícola y Biológica de la Universidad de Illinois, explicó que el objetivo era comprobar si estos pellets podían capturar fósforo en drenajes agrícolas y luego funcionar como enmienda nutritiva. El planteamiento se conecta con la creciente atención al biochar agrícola, una herramienta que se estudia por su capacidad para retener nutrientes, mejorar suelos y contribuir a estrategias de sostenibilidad.
Los pellets evaluados fueron elaborados mezclando aserrín con arcilla bentonita y lodo de cal. Luego fueron calentados y secados para formar un material denso, rico en carbono y con gran superficie interna. Esa estructura buscaba favorecer la retención de fósforo.
Del laboratorio al campo: una diferencia decisiva
En una primera etapa, los pellets se colocaron durante cerca de un año en la salida de un sistema de drenaje subterráneo en un campo del centro de Illinois. Después fueron retirados, secados y sometidos a pruebas de laboratorio.
Cuando los pellets se expusieron a una solución pura preparada en laboratorio, absorbieron fósforo como se esperaba. Sin embargo, al entrar en contacto con efluentes de estiércol bovino y otras aguas residuales agrícolas, su comportamiento cambió: absorbieron y liberaron fósforo de manera impredecible.
Jorge Guzman, profesor investigador asistente en Ingeniería Agrícola y Biológica, explicó que los efluentes agrícolas contienen residuos de pesticidas, herbicidas, metales, componentes biológicos y microorganismos diversos. Esa mezcla vuelve mucho más complejo el comportamiento del biochar que una solución simple de fosfato. El resultado confirma la importancia de probar tecnologías agrícolas en escenarios reales, como ya se ha observado en investigaciones sobre fósforo en agua de drenaje agrícola.
El pH cambia la respuesta del biochar
Los investigadores midieron pH, sales minerales, fósforo y carbono orgánico disuelto en los efluentes. El pH apareció como un factor central porque regula la sorción y desorción del fósforo, modifica la carga superficial del material, altera la concentración de iones y cambia la reactividad de los minerales.
La relación no es unidireccional. El pH afecta cómo reacciona el biochar, pero los propios pellets también pueden modificar el pH y aumentar la alcalinidad. Por eso, el sistema funciona como una dinámica activa, donde suelo, agua, biochar y composición química del efluente interactúan de forma constante.
En la segunda parte del experimento, los científicos incorporaron pellets nuevos y pellets usados en un sitio de investigación con maíz en el centro de Illinois. El objetivo fue evaluar si los pellets nuevos podían absorber fósforo y si los pellets ya gastados podían liberarlo al suelo. Nuevamente, el pH fue determinante: valores más altos se asociaron con mayor eliminación de fosfato de la solución del suelo, probablemente por procesos de precipitación.
El fósforo agrícola exige soluciones más ajustadas
El fósforo es un nutriente esencial para los cultivos, pero también uno de los principales responsables de problemas de calidad del agua cuando se pierde desde los campos. En exceso, puede alimentar floraciones de algas que reducen oxígeno, afectan fauna acuática y complican el uso recreativo o productivo de cuerpos de agua.
La investigación muestra que no basta con demostrar capacidad de retención en condiciones controladas. Antes de aplicar pellets de biochar en un campo, los investigadores recomiendan medir los niveles existentes de fósforo en el suelo y considerar el tipo de efluente, el pH, la composición química y las condiciones ambientales. Este enfoque coincide con estudios sobre escorrentía de fósforo, donde las prácticas de conservación deben adaptarse al paisaje y al comportamiento real del nutriente.
La advertencia es práctica: un material diseñado para capturar fósforo puede no comportarse igual en agua limpia, estiércol líquido, drenajes agrícolas o suelos con distinta alcalinidad. Por eso, el uso de biochar como herramienta de manejo del fósforo debe ajustarse a cada sistema productivo.
Biochar sí, pero con pruebas de largo plazo
El estudio no descarta el uso de biochar. Más bien muestra que su eficacia depende de condiciones específicas y que las conclusiones de laboratorio no siempre pueden trasladarse directamente al campo. Millimouno señaló que se necesitan estudios de largo plazo para comprender mejor los efectos de estos pellets en distintos suelos y sistemas agrícolas.
El interés por el biochar sigue creciendo porque puede mejorar la retención de nutrientes, reciclar residuos orgánicos y formar parte de estrategias de agricultura circular. Investigaciones previas sobre biocarbón modificado con magnesio ya habían mostrado potencial para influir en el ciclo del fósforo y mejorar la salud del suelo.
El desafío está en pasar de la promesa general a la recomendación precisa. Para que los pellets de biochar sean útiles en el manejo del fósforo, deberán evaluarse por tipo de suelo, composición del agua, condiciones climáticas, pH y niveles previos de nutrientes. Solo así podrán integrarse de forma segura en estrategias de conservación sin crear nuevos desequilibrios.
Una lección para la innovación agrícola
La investigación de Illinois deja una enseñanza amplia para la agricultura sostenible: las tecnologías diseñadas para reducir contaminación y recuperar nutrientes deben probarse en sistemas reales antes de convertirse en recomendación de campo. El biochar puede ser una herramienta valiosa, pero su comportamiento depende del entorno donde se aplica.
En suelos agrícolas con drenaje subterráneo, la gestión del fósforo exige materiales eficaces, diagnóstico previo y seguimiento. Los pellets estudiados mostraron capacidad en soluciones puras, pero también límites claros frente a efluentes agrícolas complejos. Esa diferencia entre laboratorio y campo será decisiva para definir el futuro de esta tecnología.
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