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ENERGÍA DE LA TIERRA - UNIVERSIDAD DEL VALLE












Para realizar descubrimientos científicos, proponer ideas innovadoras y encontrar resultados a problemas de investigación no existen fórmulas exactas ni un modelo único porseguir. No obstante,sabemos que a lo largo de la historia los grandes descubrimientos han sido hechos por personas que, además de conocer las teorías, podían conectar sus conocimientos con sucesos y objetos cotidianos en sus vidas,lo que les permitía tomar ideas de su alrededor.


Sucede con frecuencia que muchos estudiantes no logran utilizar sus conocimientos teóricos para resolverproblemas en sus rutinas diarias; esa es una capacidad que requiere ser estimulada,así como los métodos pedagógicos integrales, según piensa el profesor e investigadorde la Universidad del Valle, Orlando Zúñiga Escobar, creador de la Tecnología de Reserva Energética del Suelo (RES).


El profesor Zúñiga es el director del Grupode Investigaciónen Ciencias Ambientales y de la Tierra (ILAMA), que se caracteriza por ser interdisciplinario, pues incluye disciplinas como la física, la ingeniería, la economía ambiental, la química y la salud, y cuenta con expertos en distintos temas o líneas de investigación, como física ambiental, agricultura de precisión y seguridad alimentaria.


El profesor Zúñiga promueve un tipo de pedagogía acorde con ese pensamiento interdisciplinar; por eso se ha encargado de promover el estudio de la ciencia como un conjunto de muchos elementos y prácticas, en las que se deben tener en cuenta diversas disciplinas y los contextos en que se producen los fenómenos, además de comprender que todos los "misterios" de la ciencia hacen parte de la vida como un solo fenómeno integral.


En sus años de trabajo ha concluido que los estudiantes necesitan utilizar el ingenio y valerse de la creatividadpara juntar fenómenos que al parecer no tienen conexión, como el caso de la materia en el suelo y la energía, que aparentemente no tenían ninguna relación. Este tipo de pedagogía permite que, aunque no se tengan grandes recursos para investigar, se pueda llegar a resultados innovadores por medio de lasensibilidad, la creatividad y la imaginación.


El papel del docente, según la mirada del profesor Zúñiga, debe provocar y seducir al estudiante para que sea él mismo quien explore sus riquezas,ampliando los conocimientos que ya tiene y relacionándolos con los saberes que adquiere en la universidad.


¿Cómo se descubre la tecnología de la Reserva Energética del Suelo (RES)?


Un día el profesor Orlando Zúñiga se encontraba dictando el laboratorio de física a estudiantes de Ingeniería Eléctrica, Sanitaria y Agrícola. Realizaban un experimento llamado el Efecto Joule, que consiste en llenar un recipiente de agua,calentarlo y medir el calor específicoo la cantidad de energía (calor) necesaria para que el agua incremente su temperatura. Lo miden utilizando un termómetro, un recipiente metálico y una resistencia eléctrica para calentar el agua. De repente se les ocurrióhacer una prueba cambiando el agua por una muestra de suelo,y realizando el procedimiento del Efecto Joule similar al del agua descubrieron que con este experimento sencillo se puede medir el calor específico del suelo. También probaron con distintos tipos de café, unos provenientes de huertas orgánicas y otros de cultivos sembrados con agroquímicos, lo cual les permitió apreciar que existen diferencias entre ellos; mientras que uno es cultivado con agricultura de uso intensivo de insumos químicos, el otro (el café orgánico) es cultivado con manejos agroecológicos. El suelo es un cristal que crece distinto según el ambiente, explica el profesor Zúñiga.


Generalmente, al medir la fertilidad del suelo con análisis químicos de la materia se observa si hay carbono, fósforo, nitrógeno o potasio, entre otros nutrientes;sin embargo, no se miden los canales de energía. Debido a que el suelo es un ente vivo, tiene energía:energía electrotérmica; por ello surgióla idea de desarrollar una metodología y una tecnología que no solamente permita medir la parte química del suelo sino también su energía,conla cual las plantas toman sus nutrientes.


Este descubrimiento demuestra que no es cierto que si se les adicionan muchos agroquímicos a los suelos las plantas los tomarán en su totalidad; realmente no los toman porque estén dispuestos en abundancia, sino por la existencia de diferentes canales de energía.


Por lo tanto,lo que se busca es medir la energía del suelo con una técnica que permita determinar la Reserva Energética del Suelo (RES), mediante elementos analíticos y sintéticos,comola sonda electrotérmica y la sonda geoeléctrica; luego se complementan estos elementos sintéticos con elementos analíticos convencionales como las variables físicas y químicas del suelo. "Todo debe juntarse, peras con manzanas,algo contrario a lo que nos enseñan comúnmentelos profesores en el bachillerato; con estas medicionesse complementan unidades para ver lo invisible de los fenómenos científicos, lo que no se puede medir con normas de unidades tradicionales. La realidad es un todo indivisible que no se puede fraccionar ni etiquetar con unidades: energía, calor y luz son un solo fenómeno" (Frase del Orlando Zúñiga Escobar).


Cuando se toman los datos del suelo para analizar su estado químico ysus canales de energía, no se puede usar la estadística basada en métodos lineales, sino que se deben usar métodos no lineales provenientes de la Teoría de sistemas dinámicos, que se maneja a través de herramientas como la lógica difusa, redes neuronales difusas, técnicas de Wavelet y matrices de densidad, por medio de las cuales se determina un indicador para caracterizar la Reserva Energética del Suelo.Este indicador permite inferir, por ejemplo, que un suelo cultivado en caña de azúcar, en el departamento del Valle del Cauca, no es homogéneo.


Sin embargo, tradicionalmente un agrónomo o un agricultor asumenque determinado suelo es homogéneo, desconociendo que existenzonas conmás energía y otrascon menos. Teniendo en cuenta este hecho, es recomendable quelas zonas con más energía se traten con menos fertilizantes, mientras que las zonas de menor energía requerirán no solo más fertilizantes sino también otras prácticas de manejo y recuperación de suelos.De esta forma se logra la exactitud y la optimización de los recursos; a esto se le conoce como agricultura de precisión.


Una de las características de la Reserva Energética del Suelo es que permite,por medio de mapas, conocer el estadoenergético del suelo mediante colores. En las zonas donde la RES es baja se utiliza el color rojo, y en las zonas con altos niveles de RES se utiliza el color verde (ver figura 5). La RES no solo se aplica al cultivo de caña de azúcar sino también a frutales, hortalizas y otros cultivos. Esta tecnología ya ha sido implementada con pequeños, medianos y grandes agricultores, y constituye una herramienta importante que puede ser utilizada por el agricultor o el agrónomo para aplicar un plan de manejo adecuado que involucre actividades de labranza, riego y fertilización diferenciadas. Esta metodología descarta el manejo convencional de suelos y cultivos, que empleaba la receta o la regla de tres.


La tecnología de la Reserva Energética del Suelo permite inferir con mayor precisión la sostenibilidad, la eficiencia y la productividad de lossuelos a mediano y largo plazo. La tecnología cuenta con dos solicitudes de patente, una en Colombia, ante la Superintendencia de Industria y Comercio, y otra en la Oficina Internacional de Patentes.


El potencial de la Reserva Energética del Suelo, comparado con otras tecnologías,radica en que las metodologías tradicionales de análisis no explican los fenómenos energéticos involucrados en los procesos productivos agrícolas. Otras deficiencias son la incertidumbre y el menor contraste en los resultados,que requieren mayor inversión en el proceso detoma y análisis de los datos de campo.

 

La tecnología RES en el contexto colombiano


En Colombia, los estudios y los planes estratégicos que se realizan en el ámbito regional y nacional dedican un espacio importante a la agricultura, dado que este es un país biodiverso, cuyas condiciones climáticas y composición topográfica lo hacen idóneo para la agricultura tropical.


Sin embargo, la producción de bienes sin ningún valor agregado no genera grandes riquezas para el país, y es ahí donde la agricultura de precisión, con su sistema de limitar el uso de agroquímicos, adquiere un valor agregado, pues va a la par de la tendencia de producción agroecológica.


Numerosos estudios en el mundo han advertido los riesgos que causan a la salud humana los productos tratados con químicos; es por ello que muchos países, como Alemania, Reino Unido, Italia, Francia, Estados Unidos y Japón, ya están solicitando productos alimenticios que no sean tratados con los métodos tradicionales de cultivo, sino que privilegian la producción limpia e incluso están en condiciones de pagar un mayor valor por ellos, hasta un 40% más de lo que pagan por productos que no son orgánicos.


Esta tecnología puede ser implementada para disminuir los niveles de elementos químicos utilizados en los cultivos, como fertilizantes, plaguicidas y fungicidas. La agricultura ecológica fue considerada como "la oportunidad comercial del futuro" por más de cien empresarios que se reunieron en el Encuentro Bio2001 , y tiene características que la diferencian de otras formas de producción.


La agricultura moderna, particularmente la de tipo intensivo, requiere del uso de grandes cantidades de fertilizantes, que se aportan de forma mineral y orgánica. Existe un gran vacío en el conocimiento sobre la eficacia y el destino de grandes excedentes de fertilizantes minerales, lo cual podría estar llevando a un deterioro ambiental progresivo del suelo, el agua, el aire y las plantas, que a la larga tendrá efectos irreversibles que perjudican la vida humana.


La utilización de métodos físico-energéticos para el desarrollo de cultivos permite no solo reforzar la competitividad sino también la sostenibilidad del sistema de producción, por cuanto la aplicación de la técnica de Reserva Energética del Suelo permite elaborar planes de fertilización diferenciada que contribuyen a reducir costos,debido alas menores dosis de fertilizantes aplicadas. Además genera un impacto ambiental positivo, por la menor contaminación sobre los recursos naturales, el suelo, las aguas subterráneas, la biodiversidad y la salud de los operarios de campo.


Esta tecnología posibilita construir un modelo de aplicación de técnicas más limpias y de mínimo impacto ambiental en la producción de cultivos que han perdido su competitividad por problemas de degradación de los suelos, como la compactación y la salinidad, que resultan de prácticas inadecuadas en el manejo de los suelos. Por tanto, este modelo productivo amigable con el ambiente se caracteriza por la aplicación de técnicas y prácticas encaminadas a conservar y mejorar las características originales de los suelos, contribuyendo así a la sostenibilidad de los recursos naturales y por consiguiente de los ecosistemas de producción.


La tecnología RES fue llevada a la Universidad de Wisconsin, que ocupa el puesto once en el mundo en física del suelo, y allíla tecnología funcionó satisfactoriamente.


Actualmente la tecnología ha sido refinada, y ahora se cuenta con una mayor capacidad de procesamiento de muestras y metodologías complejas para una mejor caracterización de la RES.


Aunque esta tecnología ha sido mejorada conrecursos más avanzados de carácter internacional, es fruto de la creatividad y el ingenio de estudiantes y profesores de una universidad colombiana, la Universidad del Valle, que pretende contribuir a la mayor eficiencia de las prácticas agrícolas mediante la investigación e innovación en agricultura de precisión con un enfoque de producción más limpia.


Ventajas frente a otras tecnologías


Además de optimizarlas labores de labranza y riego —actividades importantes en el manejo de suelos y cultivos—, esta tecnología permite lograr una reducción (de entre el 10 y el 30%) en los costos de fertilización, 20% de ahorro en agua y 20% de ahorro en labores de labranza.


La tecnología RES presenta las siguientes ventajas:


  • Identificación de zonas productivas dentro del cultivo.
  • Mayor productividad en las cosechas.
  •  Mayor rentabilidad de los cultivos.
  • Reducción de costos en fertilización, manejo de agua y manejo de labores de labranza.

 

 



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