La sostenibilidad es una de las principales preocupaciones de la agricultura en la actualidad, debido a las presiones medioambientales y al aumento del coste del combustible, los fertilizantes y otros insumos agrícolas. Si el sector ganadero no encuentra formas de reducir el impacto ambiental y los costes, algunos creen que la producción de carne cultivada en laboratorio o de proteínas de origen vegetal podría eclipsar por completo la producción ganadera en algunas partes del mundo

Nutrientes del estiércol de cerdo

Un aspecto importante de la sostenibilidad es el reciclaje y la reutilización siempre que sea posible. Se están probando muchos enfoques para recuperar los nutrientes del estiércol del ganado, pero aparte de diversos medios químicos o mecánicos, también se está estudiando detenidamente una solución más sencilla y elegante. Es decir: ¿qué pasaría si se pudieran aprovechar las plantas de cada granja para convertir los nutrientes del estiércol de los cerdos en un ingrediente rico en nutrientes para la alimentación del ganado?

Investigación: Cultivo de la lenteja de agua en estiércol líquido

Esto es lo que está investigando un grupo de científicos de la Universidad de Gante y del Centro Provincial de Investigación y Asesoramiento en Agricultura y Horticultura (Inagro vzw) de Bélgica. Basándose en investigaciones anteriores, han publicado un estudio en el que cultivaron una planta llamada Lemna minor (lenteja de agua) en agua que contenía un poco de estiércol de cerdo líquido en un lugar de Flandes y analizaron la cantidad de nutrientes que absorbían las plantas, las condiciones óptimas de crecimiento de la planta, el contenido de proteínas de la planta, etc

La lenteja de agua: Rica fuente de nutrientes

De hecho, según un estudio de noviembre de 2021 sobre el potencial de la lenteja de agua publicado por científicos de Corea del Sur, estas plantas son una fuente de proteínas tan buena que «podrían sustituir a la harina de soja y se espera que se utilicen como sustituto» en los piensos. De hecho, por su alto contenido en proteínas y otros nutrientes, la lenteja de agua tiene una historia de alimentación de varios tipos de ganado que se remonta a cientos de años en algunas partes del mundo. Se ha dado de comer al ganado, las gallinas, los peces, las ovejas y las aves acuáticas

¿Por qué el estiércol de cerdo?

La lenteja de agua que se cultiva en el estiércol de los cerdos es interesante porque el estiércol de los cerdos es líquido y fácilmente accesible, almacenado en las granjas en tanques de almacenamiento (llamados lagunas en muchas partes del mundo). Además, dado que la producción de cerdos en Europa y en muchas otras partes del mundo es intensiva en algunas zonas locales, existe una gran preocupación sobre cómo gestionar grandes volúmenes de estiércol de cerdo, los efectos del exceso de nutrientes que se aplican a los campos, los olores, etc

Proyecto Life Lemna

Otro proyecto de investigación que estudia el crecimiento de la lenteja de agua en las granjas de cerdos comenzó en 2016, cuando la UE, el gobierno y los socios (como un centro de investigación privado en España llamado AINIA) iniciaron el proyecto Life Lemna. Este proyecto estudió el crecimiento de la lenteja de agua en una granja de demostración en España. El equipo perfeccionó los métodos de cultivo de la planta y creó una herramienta electrónica de cultivo. A continuación, la herramienta se utilizó en granjas de la UE para calcular la viabilidad económica del sistema de cultivo de la lenteja de agua para valorizar el digestato de los purines como fuente de nutrientes en diferentes escenarios

«Desde la finalización del proyecto, la herramienta ha sido aplicada por más de 50 usuarios de la UE interesados en evaluar la viabilidad de esta tecnología», afirma el Dr. Alfredo Rodrigo, científico titular de AINIA

Investigación belga

En el estudio belga, el Dr. Reindert Devlamynck y sus colegas Jan Leenknegt, Marcella Fernandes de Souza, Liesbeth Jacxsens, Mia Eeckhout y Erik Meers supervisaron durante nueve semanas tres sistemas piloto de cultivo de lenteja de agua al aire libre

El equipo instaló un sistema piloto de cultivo de lenteja de agua al aire libre en el mes de agosto y lo supervisó durante nueve semanas para determinar las tendencias de acumulación de varios minerales, comparar el contenido mineral de la lenteja de agua con las normas para la alimentación animal, etc. Los lados de las cubas se cubrieron con una lámina de plástico negra para excluir la luz y evitar así el crecimiento de las algas. La parte superior abierta de las cubas se cubrió con mallas para evitar la entrada de insectos. La temperatura del aire, la humedad, la luz y otros parámetros se controlaron diariamente

– Posibilidad de tratar las aguas residuales del estiércol porcino

En general, los científicos descubrieron que la lenteja de agua puede utilizarse para tratar las aguas residuales del estiércol de los cerdos y, al mismo tiempo, producir un ingrediente alimentario rico en minerales y proteínas, con un contenido proteico en este estudio del 35% de peso seco

– El estiércol no ofrece las mejores condiciones

Sin embargo, como el estiércol de cerdo no ofrece las mejores condiciones ni contiene todos los minerales que necesita la lenteja de agua dentro de los rangos ideales, es un medio de crecimiento menos que óptimo para la planta

– El nitrógeno y el fósforo se mantienen altos

También hay que tener en cuenta que estos ensayos se diseñaron para que el nitrógeno y el fósforo se mantuvieran altos para promover el crecimiento de la lenteja de agua

– No hay suficiente cobre

Y aunque la composición mineral de la lenteja de agua en este estudio era rica en manganeso (Mn), zinc (Zn) y hierro (Fe), no contenía suficiente cobre (Cu) para alimentar a los cerdos. Los metales pesados potencialmente dañinos, como el plomo (Pb), estaban por debajo de los límites fijados por las directivas de la UE sobre piensos para cerdos, pero el contenido de zinc supera los niveles máximos establecidos en los piensos completos para lechones y cerdas.

Viabilidad en la explotación

Para cultivar lenteja de agua en las granjas utilizando estiércol de cerdo habría que invertir en contenedores y equipos para hacer funcionar el sistema y cosechar las plantas, mano de obra para la cosecha continua, análisis de nutrientes de la lenteja de agua, etc. Estos costes podrían recuperarse con el tiempo y disminuirían si los sistemas «llave en mano» estuvieran disponibles y se generalizaran

Devlamynck califica de «interesante» la cuestión de si a los agricultores les compensa económicamente añadir calor para prolongar la temporada de crecimiento de la lenteja de agua o hacerlo durante todo el año.

Él y sus colegas están estudiando ésta y otras cuestiones sobre el cultivo de la lenteja de agua en Inagro y Ugent como parte del proyecto «LemnaPro», que cuenta con el apoyo de Flanders Food y VLAIO, la agencia gubernamental belga para la innovación y el emprendimiento. «Todavía no se ha realizado un análisis económico exacto de este asunto», dice Devlamynck, «pero tenemos previsto publicar un informe»

3 parámetros son importantes para el análisis económico

1. el valor de la producción de lenteja de agua

2. el coste del calor añadido

3. la tasa de producción de lenteja de agua a una temperatura determinada, con un crecimiento óptimo a 25-32°C

Costes energéticos del cultivo de la lenteja de agua

«Durante el invierno, la duración del día también limitará la producción, lo que significa que habrá que añadir más luz y, por tanto, electricidad», dice Devlamynck

Sin embargo, señala que en este punto se podría concluir fácilmente que los precios de los piensos no serían suficientes para cubrir los costes de la energía. Afirma que si bien «hoy en día, el coste de la energía ha alcanzado su punto máximo», al mismo tiempo, «el impacto medioambiental del gasto de energía es una buena razón para tratar de minimizar el exceso de consumo energético»

Calor residual

El calor residual se considera energía perdida y podría ser una opción interesante para reducir los costes energéticos [de la producción de lentejas]. Por ejemplo, los digestores con una unidad de producción combinada de calor y electricidad pueden producir un calor que no siempre puede ser aprovechado por todos los operadores. En un entorno urbano o industrial, siempre se puede encontrar calor residual». Además del calor residual, las estructuras de los invernaderos también podrían utilizarse para prolongar la temporada de cultivo y ayudar a retener más el calor que se añade al depósito de lentejas de agua. Dicho esto, Devlamynck señala que calentar un invernadero completo para un nivel de lenteja de agua sería bastante ineficaz, pero que el cultivo en varias capas podría funcionar

Por su parte, Rodrigo cree que el cultivo en invernadero o los calentadores podrían servir para alargar la temporada de cultivo en zonas frías, pero dice que esta estrategia sólo sería rentable si el precio del producto final de la biomasa es alto, por ejemplo, si la lenteja de agua producida pudiera utilizarse de alguna manera para la alimentación humana y no para el ganado.

Potencial de alimentos frescos

Dado que el secado requiere mucha energía, es posible incorporar la lenteja de agua fresca a los piensos líquidos

Rodrigo señala que en el proyecto Life Lemna se examinó la lenteja de agua fresca como alimento, pero dice que «somos conscientes de que compatibilizar el uso de lemna fresca y de pienso compuesto seco en las explotaciones porcinas puede ser complicado en cuanto a la homogeneidad de la composición de la dieta, el exceso de agua, la manipulación interna diaria de la lemna fresca, etc. Es una cuestión que habría que estudiar más a fondo»

Devlamynck y sus colegas siguen investigando cómo añadir lenteja de agua fresca a un sistema de alimentación líquida para que el alimento fluya correctamente por las tuberías. También están examinando si el ensilado sería factible para el almacenamiento de la lenteja de agua

Análisis de nutrientes

Cualquier fuente de alimento debe controlarse a lo largo del tiempo. Devlamynck afirma que el contenido proteico de la lenteja de agua probablemente se mantendrá bastante estable a lo largo del tiempo, siempre que el nitrógeno que se añada sea estable, pero hay menos control sobre otros elementos

«Por ejemplo, el potasio (K) es el que más rápido se acumula de todos los demás elementos del agua, lo que la hace inadecuada para el cultivo de la lenteja de agua después de un tiempo», explica, «y en ese momento es necesario reponer el medio de cultivo. Este año, en un proyecto piloto a gran escala, comprobaremos si se han acumulado otros elementos en el momento de la reposición», y añade que para controlar los niveles de nutrientes en el agua de cultivo pueden utilizarse técnicas poco costosas, como la medición de la conductividad eléctrica

¿Uso global?

En cuanto a cómo podría utilizarse la producción de lenteja de agua a escala mundial, Rodrigo cree que se necesitaría financiación para apoyar su adopción. Añade que el proyecto Life Lemna demostró que es necesario seguir trabajando para resolver la ampliación de algunos elementos del sistema para que sea más rentable, profundizar en la variabilidad genética y estudiar tecnologías como los invernaderos y el cultivo vertical

Devlamynck señala que las zonas del planeta con climas más cálidos tienen ventaja porque la productividad de la lenteja de agua es mucho mayor a temperaturas más altas y los costes de la tierra también suelen ser más bajos: «Por otro lado, regiones como Flandes y los Países Bajos tienen una producción animal intensiva (y, por tanto, de estiércol), combinada con una gestión incentivada de los nutrientes», dice. «La oportunidad de aplicar el estiércol a las balsas de tratamiento de la lenteja de agua en lugar de a las tierras de cultivo tiene más potencial económico que su valor alimentario en estas regiones. Así que, en conclusión, independientemente de las condiciones climáticas, las perspectivas económicas son potencialmente favorables».