Nuevo estudio descubre que al sustituir parcialmente la tierra en una maceta por fragmentos de vidrio reciclado, se acelera el desarrollo de las plantas y se reduce el crecimiento de hongos

Actualizado: 22/08/2024

Las tortillas de maíz con salsa fresca son deliciosas por sí mismas, pero podrían ser aún más atractivas si los ingredientes se cultivan de manera sostenible. Investigadores de la Universidad de Texas han demostrado que el cilantro, el pimiento y el jalapeño se pueden cultivar en vidrio reciclado proveniente de botellas desechadas y pulverizadas, como las de cerveza o refresco.

El estudio piloto encontró que al sustituir parcialmente la tierra en una maceta por fragmentos de vidrio reciclado, se acelera el desarrollo de las plantas y se reduce el crecimiento no deseado de hongos.

Estudio piloto usa vidrio reciclado para cultivar ingredientes para salsas

Los investigadores presentarán sus resultados en la reunión de otoño de la American Chemical Society (ACS).

La científica en nanomateriales, Julie Vanegas, se unió a la facultad de la Universidad de Texas en el Valle del Río Grande, donde junto con su mentora, Teresa Patricia Feria Arroyo, una ecóloga que trabaja en la resolución de problemas relacionados con la seguridad alimentaria y la sostenibilidad.

Durante sus primeras conversaciones, Vanegas mencionó que había estado evaluando partículas de vidrio reciclado para proyectos de restauración costera, como el cultivo de sauces. Feria se preguntó si el vidrio también podría utilizarse para el cultivo de productos agrícolas. Para responder a esta pregunta, desarrollaron experimentos para cultivar alimentos familiares, de maduración rápida y que se pueden cultivar en huertos caseros o en macetas.

«Estamos intentando reducir los residuos en los vertederos al mismo tiempo que cultivamos vegetales comestibles«, dice Andrea Quezada, estudiante de posgrado en química del laboratorio Nanoworld Vanegas, quien está presentando la investigación del equipo en la reunión. «Si esto es viable, podríamos introducir suelos basados en vidrio en las prácticas agrícolas para las personas aquí en el Valle del Río Grande y en todo el país«.

En sus experimentos, los investigadores obtienen partículas de vidrio reciclado de una empresa que desvía botellas de los vertederos, las tritura en partículas y pule los bordes. El producto final es lo suficientemente suave como para que las personas puedan manejar los fragmentos sin cortarse, dice Quezada. De manera similar, las raíces de las plantas pueden crecer alrededor de los trozos de vidrio sin dañarse.

En las pruebas iniciales, los investigadores evaluaron las propiedades similares al suelo, como la compactación y la retención de agua, de tres tamaños diferentes de fragmentos de vidrio. Descubrieron que un tamaño similar al de los granos de arena gruesa tenía buenas características, como permitir que el oxígeno llegue a las raíces y mantener niveles suficientes de humedad, que podrían ser ideales para el cultivo de plantas.

Actualmente, Quezada está evaluando el material de vidrio reciclado como un sustituto viable del suelo. En un invernadero en el campus, está cultivando plantas de cilantro, pimiento y jalapeño en una variedad de macetas que contienen desde un 100% de tierra comercial para macetas hasta un 100% de vidrio reciclado. Las macetas con más tierra tienen niveles más altos de nutrientes necesarios para el crecimiento de las plantas, incluidos nitrógeno, fósforo y potasio, en comparación con aquellas con más vidrio. Sin embargo, hay poca variación en el nivel de pH entre las macetas, lo cual es un resultado prometedor, ya que las plantas prosperan en un rango de pH del suelo bastante estrecho.

Los primeros resultados sugieren que las plantas cultivadas en vidrio reciclable tienen tasas de crecimiento más rápidas y retienen más agua en comparación con aquellas cultivadas en un 100% de tierra tradicional. «Una proporción en peso de más del 50% de partículas de vidrio en relación con la tierra parece ser la mejor para el crecimiento de las plantas en comparación con otras mezclas que probamos«, dice Vanegas. Sin embargo, los investigadores están esperando hasta la cosecha para confirmar qué mezcla de suelo produce los mayores rendimientos y los productos más sabrosos.

Otro resultado notable es que las macetas con 100% de tierra para macetas desarrollaron un hongo que retardó el crecimiento de las plantas. Feria plantea la hipótesis de que el hongo puede afectar la absorción de nutrientes por parte de las raíces. Sin embargo, las macetas que incluían cualquier cantidad de vidrio reciclable no presentaron crecimiento de hongos. Los investigadores están recopilando datos para determinar por qué podría ser esto.

Estos resultados son particularmente prometedores para Quezada porque el estudio se realizó sin fertilizantes, pesticidas o fungicidas. Desde su experiencia trabajando en la agricultura, ella señala que muchos de los productos químicos aplicados a la tierra impactan a personas como sus familiares, que trabajan o viven cerca de las comunidades agrícolas. «Creo que es realmente importante tratar de minimizar el uso de cualquier químico que pueda afectar negativamente nuestra salud», dice Quezada. «Si podemos reducirlos y ayudar a la comunidad al recolectar materiales reciclables, entonces podemos ofrecer a las personas una mejor calidad de vida«.

Esta investigación fue financiada por una subvención del programa Empowering Future Agricultural Scientists del Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura del Departamento de Agricultura de los EE. UU., y una subvención de la Fundación Nacional de Ciencias de los EE. UU., que también apoya a Glass Half Full, la empresa que suministró las partículas de vidrio.

Relevancia en el contexto ecológico y sostenible

Este tipo de investigaciones abren nuevas puertas para la sostenibilidad en la agricultura. La utilización de materiales reciclados, como el vidrio, no solo ayuda a reducir la cantidad de desechos en los vertederos, sino que también presenta una alternativa viable y menos dependiente de químicos para el cultivo de alimentos. En un mundo donde la degradación del suelo y el uso excesivo de pesticidas y fertilizantes son preocupaciones crecientes, soluciones como esta pueden contribuir significativamente a un futuro más verde y saludable.

Hace unos meses vimos como usaban vidrio reciclado para sustituir la arena en hormigón imprimible en 3D.

Además, este enfoque promueve la economía circular, donde los residuos se reintegran en el ciclo de producción, generando menos impacto ambiental y fomentando la innovación en prácticas agrícolas. La comunidad ecológica y los defensores de la sostenibilidad encontrarán en estos avances una razón más para apoyar la transición hacia métodos agrícolas más responsables y sostenibles.

Por último, la investigación resalta la importancia de las alianzas interdisciplinarias y la colaboración entre diferentes campos del conocimiento. La combinación de la ciencia de los materiales con la ecología y la agricultura muestra cómo la innovación puede surgir en la intersección de distintas disciplinas, con beneficios tangibles para la sociedad y el medio ambiente.

Vía www.eurekalert.org

¿Cómo se hace el vidrio reciclado?

El vidrio reciclado se produce a partir de residuos de vidrio, como botellas y frascos usados, que son recolectados, procesados y convertidos en nuevos productos de vidrio. A continuación se describen los pasos principales en el proceso de reciclaje del vidrio:

• Recolección y Separación: El proceso comienza con la recolección de vidrio usado, que se realiza a través de programas de reciclaje municipales, contenedores de reciclaje o centros de acopio. Es importante separar el vidrio por color (transparente, verde, marrón) ya que los diferentes colores de vidrio se funden a diferentes temperaturas y no pueden mezclarse en el reciclaje.
• Limpieza y Clasificación: Una vez recolectado, el vidrio se limpia para eliminar impurezas como tapas, etiquetas, plásticos y otros materiales no vidriosos. Después, se clasifica por color y tipo. Este paso es crucial, ya que la calidad del vidrio reciclado depende de la pureza del material.
• Trituración: El vidrio limpio se tritura en pequeñas piezas llamadas «cullet» o «calcín». Este cullet es el material que se fundirá para fabricar nuevo vidrio. La trituración reduce el vidrio a fragmentos de tamaño uniforme, lo que facilita el proceso de fundición.
• Fundición: El cullet se mezcla con otras materias primas, como arena, carbonato de sodio y caliza, y luego se introduce en un horno a temperaturas extremadamente altas (alrededor de 1,500°C). El vidrio triturado tiene un punto de fusión más bajo que el vidrio nuevo, lo que reduce el consumo de energía necesario para fundirlo.
• Moldeo: Una vez fundido, el vidrio líquido se vierte en moldes o se sopla para formar nuevos productos de vidrio, como botellas, frascos, ventanas, entre otros. El vidrio reciclado mantiene las mismas propiedades que el vidrio nuevo, lo que permite su uso en una amplia gama de aplicaciones.
• Enfriamiento y Acabado: Después del moldeo, el vidrio recién formado se enfría gradualmente en un proceso llamado «recocido» para aliviar tensiones internas. Luego, se somete a inspección y, si es necesario, a procesos adicionales de acabado, como el corte o el pulido.
• Distribución: Finalmente, los nuevos productos de vidrio reciclado se distribuyen para su uso en la industria o en el comercio.

¿Por qué el vidrio es infinitamente reciclable?

El vidrio es considerado infinitamente reciclable debido a varias propiedades y características que lo distinguen de otros materiales. Aquí te explico las razones clave:

• Estructura Química Estable: El vidrio está compuesto principalmente de sílice (dióxido de silicio), junto con otros componentes como soda y caliza. Su estructura química es muy estable, lo que significa que no se descompone ni degrada durante el proceso de reciclaje. Esto permite que el vidrio reciclado conserve las mismas propiedades físicas y químicas que el vidrio nuevo.
• Ausencia de Degradación de Calidad: A diferencia de otros materiales reciclables como el plástico o el papel, que pierden calidad después de varios ciclos de reciclaje, el vidrio puede reciclarse repetidamente sin pérdida de calidad. El vidrio reciclado mantiene su transparencia, durabilidad y resistencia, lo que lo hace indistinguible del vidrio nuevo.
• Proceso de Fundición Eficiente: Durante el reciclaje, el vidrio se tritura en fragmentos pequeños llamados «cullet», que luego se funden para formar nuevo vidrio. Este proceso no altera las propiedades fundamentales del material, lo que permite que el vidrio reciclado se utilice para fabricar nuevos productos sin limitaciones.
• Compatibilidad en el Proceso de Fabricación: El vidrio reciclado, una vez fundido, se integra perfectamente con las materias primas vírgenes en el proceso de fabricación. Esto significa que puede ser reutilizado en cualquier proporción, desde pequeñas cantidades hasta el 100%, para crear nuevos productos de vidrio.
• Reducción de Consumo de Energía: Utilizar vidrio reciclado en lugar de materias primas nuevas reduce la temperatura necesaria para la fusión en el proceso de fabricación, lo que disminuye el consumo de energía. Esto no solo es beneficioso desde el punto de vista ambiental, sino que también hace que el reciclaje de vidrio sea económicamente viable.
• Ciclo Cerrado: El vidrio forma parte de un ciclo de reciclaje cerrado, lo que significa que se puede convertir de nuevo en el mismo producto (por ejemplo, una botella se puede reciclar para hacer otra botella) sin ninguna pérdida de material o calidad. Esto es posible porque el vidrio no pierde sus propiedades estructurales durante el proceso de reciclaje.

El vidrio es infinitamente reciclable porque su estructura química estable y su capacidad para ser reutilizado sin pérdida de calidad permiten que sea reciclado indefinidamente. Este proceso no solo conserva recursos naturales, sino que también reduce la huella de carbono asociada con la producción de vidrio, haciendo del vidrio uno de los materiales más sostenibles que existen.

¿Qué se hace con el reciclaje de vidrio?

El reciclaje de vidrio tiene una variedad de aplicaciones útiles y sostenibles. Aquí te detallo algunos de los principales usos del vidrio reciclado:

• Fabricación de Nuevas Botellas y Envases: La aplicación más común del vidrio reciclado es la producción de nuevas botellas y frascos.
• Fabricación de Productos de Construcción: El vidrio reciclado se utiliza en la industria de la construcción para fabricar materiales como baldosas, ladrillos, hormigón y asfalto. En estos casos, el cullet se mezcla con otros materiales para mejorar la resistencia y durabilidad de los productos finales. Por ejemplo, en el asfalto, el vidrio reciclado se usa para crear una mezcla más duradera y resistente al desgaste.
• Aislamiento Térmico y Acústico: El vidrio reciclado también se emplea en la producción de aislamiento de fibra de vidrio. Este material se utiliza en la construcción de edificios para mejorar la eficiencia energética, proporcionando aislamiento térmico y acústico. La fibra de vidrio reciclada es ligera, duradera y resistente al fuego.
• Sustrato para Jardinería y Paisajismo: El vidrio reciclado, triturado en partículas finas, se utiliza como un sustrato para jardinería y paisajismo. Estos fragmentos pueden mezclarse con tierra para mejorar el drenaje, la retención de humedad y la aireación del suelo, promoviendo un crecimiento saludable de las plantas.
• Filtración de Agua: Las partículas de vidrio reciclado se usan en sistemas de filtración de agua, particularmente en plantas de tratamiento de agua y piscinas. El vidrio reciclado triturado tiene una superficie porosa que captura contaminantes y sedimentos, mejorando la calidad del agua filtrada.
• Vidrio Espumado: El vidrio reciclado también se procesa para producir vidrio espumado, un material ligero y poroso que se utiliza como aislante térmico en la construcción. El vidrio espumado es altamente resistente al fuego y tiene propiedades de aislamiento térmico y acústico, haciéndolo ideal para aplicaciones en techos y paredes.
• Material Artístico y Decorativo: El vidrio reciclado se utiliza en la creación de objetos de arte, joyería, y elementos decorativos. Los artesanos y artistas pueden fundir y moldear el vidrio reciclado en formas únicas y coloridas, dando una nueva vida al material desechado.
• Sustituto de la Arena en Aplicaciones Industriales: El vidrio reciclado puede reemplazar la arena en varias aplicaciones industriales, como en la fabricación de moldes para fundición o en la limpieza con chorro de arena. Este uso contribuye a reducir la extracción de arena natural, un recurso que está bajo presión debido a la alta demanda global.
• Restauración Ecológica: En proyectos de restauración ambiental, el vidrio reciclado se ha utilizado para estabilizar costas y restaurar ecosistemas degradados. Por ejemplo, en la creación de arrecifes artificiales, el vidrio reciclado proporciona una superficie sobre la cual pueden crecer corales y otros organismos marinos.