Las zeolitas y los cultivos zeopónicos

22 Marzo 2019

El contenido de este artículo de nuestra sección de Agrotecnia fue escrito por Ignacio Calderón Malpica y fue revisado y reeditado por Portalfruticola.com

Las zeolitas son una familia de minerales, aluminosilicatos hidratados altamente cristalinos, que al deshidratarse desarrollan, en el cristal ideal, una estructura porosa de dimensiones moleculares con diámetros de poro mínimos de 3 a 10 ángstrom. También se dice, que es un mineral aluminosilicato cuya estructura forma cavidades ocupadas por iones grandes y moléculas de agua con gran libertad de movimiento, que permiten el cambio iónico y la deshidratación reversible.

Están compuestas por aluminio, silicio, sodio, hidrógeno, y oxígeno. La estructura cristalina está basada en las tres direcciones de la red con SiO4 en forma tetraédrica con sus cuatro oxígenos compartidos con los tetraedros adyacentes.

Existen varios tipos, nueve principales, y que surgen en las rocas sedimentarias:

  • Chabazita
  • Clinoptilolita
  • Erionita
  • Mordenita
  • Estilbita
  • Ferrierita
  • Filipsita
  • Huelandita
  • Laumantita

Son los únicos minerales absorbentes, los grandes canales centrales de entrada y las cavidades se llenan de moléculas de agua que forman las esferas de hidratación alrededor de dos cationes cambiables. Si el agua es eliminada y las moléculas tienen diámetros seccionales suficientemente pequeños para que estas pasen a través de los canales de entrada, entonces son fácilmente adsorbidos en los canales deshidratados y cavidades centrales. Las moléculas demasiado grande no pasan dentro de las cavidades centrales y se excluyen dando origen a la propiedad de tamiz molecular.

Propiedad de intercambio de cationes: Por procedimientos clásicos de intercambio catiónico se puede describir como la sustitución de los iones sodio de las zeolitas faujasitas por cationes de otros tamaños y otra carga. Esta es una de las características esenciales de las zeolitas. En efecto, así se consigue modificar considerablemente las propiedades y ajustar la zeolita a los usos más diversos.

Las especificaciones y pruebas en Europa y en Japón se hacen conjuntamente por las compañías productoras. Los productores de zeolita dividen de dos maneras las especificaciones: la venta del mineral en base a especificaciones negociadas con el comprador, o la venta del mineral en base a una línea de productos, donde cada producto de zeolita, tienen una designación de nombre o número con especificaciones físicas y/o químicas. Los productos de la zeolita se venden usualmente con un nombre comercial en lugar de una variedad de mineral. Por ejemplo, la clinoptilonita.

Usos:

  • La agricultura.
  • La acuicultura.
  • La alimentación de ganado.
  • Como intercambiador iónico.
  • Como catalizador en la industria química.

Procesamiento

Las zeolitas naturales son vendidas como productos triturados y cribados, finalmente como pulverizados o micronizados a productos ultrafinos. El producto triturado y cribado de estos materiales es de bajo costo y es usado en aplicaciones simples como son: acondicionamiento de suelos o como vivienda de animales domésticos, que toleran un equitativo y amplio rango de tamaño de partícula. Muchas zeolitas son trituradas, pulverizadas y clasificadas en un rango de tamaño de –60 a +325 mallas, micronizando productos tan finos de 5 a 10 micrones y productos ultrafinos como de 1 micrones los cuales son preparados para usos especiales (papel filtro).

Qué son los cultivos zeopónicos

Son los cultivos de plantas sin suelos en sustratos compuestos fundamentalmente de zeolitas. Los sustratos zeopónicos se formulan incorporándole a la zeolita los nutrientes necesarios para que las plantas crezcan y se desarrollen, tomando en cuenta las características de las plantas y el tipo de agua con la cual se regarán. El resultado de estos estudios nos da un tipo de Sustrato Zeopónico que es especialmente diseñado para brindar los mejores rendimientos posibles.

Diferencias entre la Zeoponía e Hidroponía

A continuación se presenta un comparativo de las características principales de los cultivos de jitomate utilizando las tecnologías Zeopónica e hidropónica.

Características generales de los cultivos

Característica Zeoponia Hidroponía
Uso de materiales sintéticos No Si
Reciclaje de insumos 100% 30%
Personal especializado para operación No Si
Manejo de materiales contaminantes No Si

 

Debido a que el sistema Zeopónico no utiliza materiales sintéticos durante el desarrollo de los productos, es mucho más alcanzable una certificación como producto orgánico que con el uso de la hidroponía. Lo anterior, puede proporcionar una ventaja en cuanto al precio de venta de los productos elaborados con el uso de la zeoponía contra la hidroponía.

Características de operación

Los datos de operación presentados están basados en un invernadero de 750 m2. Lo anterior, con el fin de mantener una base de comparación idéntica para ambas tecnologías.

Concepto Zeoponía Hidroponía
Análisis de calidad de agua en estudios/ciclo 1 6
Toneladas por ciclo 260 200
Uso de materiales sintéticos No Si
Ciclos por año 2 2
Vida útil del sustrato en años 3 1
Reutilización del sustrato 100% 0%
Mantenimiento de los sustratos Agua Agua + Químicos
% de perdida de producto activo 0% 30%
Números de riegos por día 2 9-10
Consumo de agua en L/día/m2 4-5 10-11
Vida útil de los contenedores en años 8 1
Personal especializado para operación No Si

Entre los puntos más importantes de la comparación de ambas tecnologías esta la perdida de producto activo que presenta la hidroponía, además del alto consumo de agua que requiere esta tecnología al compararla con la zeoponía.

Otro factor importante es que la tecnología hidropónica requiere de la sustitución total tanto de sus sustratos como de los contenedores cada año. Todo lo contrario de la zeoponía que tiene una duración de 3 años y la posibilidad de reutilizar tanto los sustratos como los contenedores.

Por último, el hecho de que la operación de la tecnología zeopónica utiliza únicamente agua permite que los operarios sean personas sin ningún tipo de capacitación técnica, reduciendo los costos de operación. Todo lo contrario que pasa con la hidroponía ya que para reducir los costos de los materiales utilizados se requiere del apoyo de personal capacitado.

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