Este vaporizador podría eliminar los químicos en los productos frescos

Steven Fennimore sostiene el control remoto de un aplicador de vapor a propano que utiliza un proceso que desarrolló para reducir o eliminar la fumigación química en cultivos de frutas y verduras frescas. También puede ayudar a eliminar el deshierbe manual en cultivos como la lechuga. (Foto: PERC)

Para proteger la salud de cultivos especializados como las fresas, los agricultores inyectan productos químicos en el suelo unas semanas antes de la siembra. El fumigante erradica nematodos, semillas de malezas y otros patógenos que podrían matar o dañar una planta joven.

Hay mucho dinero en juego. La Comisión de la Fresa de California informó que los productores del estado cosecharon casi 220 millones de bandejas de fresas en 2023. California produce el 90 % de las fresas que se cultivan en Estados Unidos y es el cuarto cultivo más valioso del estado; en 2023, la fruta generó más de $903,791,000 solo en el Condado de Monterey, según la Oficina Agrícola del Condado de Monterey.

La mayoría de los estadounidenses preparan sus ensaladas con ingredientes cultivados en granjas del Valle de Salinas del condado de Monterey. La fresa es el cultivo más valioso del condado, seguida por la lechuga de hoja y la de cabeza.

El bromuro de metilo fue un fumigante popular durante años. Tras la prohibición de su uso en cultivos en California en 2005, investigadores y agricultores encontraron alternativas con diferentes productos químicos y desarrollaron nuevos cultivares resistentes a ciertas enfermedades y plagas.

Sin embargo, la preocupación pública por la aplicación de productos químicos en los campos de frutas y hortalizas frescas no ha disminuido en las últimas dos décadas. Por ello, Steven Fennimore ha desarrollado aplicadores de vapor a escala de campo que podrían reducir o eliminar la fumigación química. Con sede en Salinas, California, es profesor de Extensión Cooperativa en la Universidad de California, Davis, y ha centrado su investigación en el manejo de malezas desde 1997.

Pruebas exhaustivas con un implemento de arrastre demostraron que el concepto era ideal para cultivos de alto valor como fresas, lechuga, zanahoria y repollo. Según se informa, trata alrededor del 90 % de las malezas anuales, lo que resulta en una reducción del 73 % en el tiempo de deshierbe en comparación con el tratamiento estándar con herbicidas. El vapor también puede eliminar hongos, enfermedades y nematodos. Recientemente, la investigación y el desarrollo de Fennimore han dado como resultado una máquina accionada por motor que aplica vapor al semillero antes de la siembra.

“Llevo 20 años trabajando en alternativas a los fumigantes en Salinas, que es el corazón de la producción de fresas”, dijo Fennimore. “Si bien las fresas orgánicas no se fumigan, el resto de las fresas y los productos frescos sí. Son una parte clave del sistema, pero los fumigantes son muy impopulares. Es solo cuestión de tiempo antes de que ya no sea posible usarlos. Nuestro trabajo también se ha centrado en las hortalizas orgánicas, ya que existe un gran interés en las fincas orgánicas debido a los altos costos de deshierbe manual para estos productores”.

El vaporizador de suelo a propano calienta el lecho de siembra a unos 71 °C durante unos 20 minutos antes de la siembra. (Foto: PERC)

Yendo a los campos

Las pruebas con implementos de arrastre fabricados a medida impulsaron el desarrollo de un vaporizador de suelo autopropulsado que se presentó en el stand de la Asociación de Gas Propano del Oeste en la World Ag Expo de California en febrero.

“Estoy trabajando con un investigador de Arizona, y tienen hileras muy estrechas en los extremos”, dijo Fennimore. “En Arizona y California, los horticultores tienen mucha presión para seguir siendo rentables, así que ahora todos sus derechos de paso al final de los campos se reducen cada vez más a medida que trabajan para aprovechar al máximo su terreno. Tenemos que poder revertir la situación. Como la tierra escasea, optamos por un vaporizador sobre orugas”.

Para facilitar la transición del concepto a la realidad, Fennimore contactó a Peter de Groot, un consultor de ingeniería local que ha desarrollado maquinaria agrícola especializada a lo largo de su carrera. La máquina fue fabricada por Valley Fabrication, un fabricante de equipos de Salinas que ha construido una amplia gama de maquinaria única para la industria de frutas y verduras frescas. Anderson Industrial Engines suministró un motor Kubota de 90 hp a través de su sucursal de Modesto, California. El sistema de transmisión hidrostática de la máquina le permite mantener las bajas velocidades necesarias para tratar un campo completo.

Para generar vapor, Fennimore eligió el propano como combustible al principio de su investigación. En el vaporizador autopropulsado, el propano alimenta tanto el motor como las calderas. Colabora con el Consejo de Educación e Investigación del Propano (PERC) desde 2020.

“El propano ya es una excelente opción para la agricultura moderna, ya que reduce las emisiones de forma natural sin comprometer la eficiencia, pero esta nueva tecnología supone un verdadero cambio en la producción de alimentos orgánicos y más sostenibles”, afirmó Michael Newland, director de desarrollo de negocios agrícolas de PERC. “Con esta unidad de vapor para suelos, los agricultores pueden mantener la producción óptima de cultivos necesaria para el éxito de sus operaciones, a la vez que satisfacen las exigencias de los consumidores y las normativas de reducir las emisiones y la dependencia de productos químicos. Es una situación beneficiosa para todos”.

Construido por Valley Fabrication en Salinas, California, el vaporizador de suelos utiliza una caldera de propano y un motor Kubota. (Foto: PERC)

A través del portal de subvenciones

PERC, con sede en Virginia, es una organización sin fines de lucro que invierte en proyectos de investigación y desarrollo para nuevas aplicaciones impulsadas por propano. Financiada por minoristas de propano, la organización otorga subvenciones a personas que realizan investigaciones o comercializan máquinas impulsadas por propano. Fue a través del portal de subvenciones del grupo que PERC y Fennimore comenzaron oficialmente a colaborar.

“Tenemos una larga relación con él y nos encanta su tecnología”, dijo Newland. “Creo que es una gran historia en el movimiento de alimentos limpios y estamos muy entusiasmados de colaborar con él en esta nueva máquina. Combina vapor y propano, dos productos muy conocidos, y los utiliza de una manera única y muy efectiva”.

Todo es real

Las primeras investigaciones de Fennimore ayudaron a determinar la temperatura correcta del vapor, así como el tiempo que debía aplicarse al suelo para que fuera eficaz contra las malezas y las plagas. A la hora de desarrollar el vaporizador autopropulsado, calcular la cantidad de combustible y agua que se utilizaría por acre requirió un trabajo considerable.

“Como usa propano para el motor y el vapor, hay muchas variables, como la profundidad de la inyección”, dijo Newland. “Cuanto más profundo se inyecte, mayor será el volumen de suelo que se debe calentar. Algo en lo que no había pensado hasta que pasé un tiempo con el Dr. Fennimore fue el impacto de la hora del día. Como el suelo se enfría durante la noche, se tiene una mayor delta para elevar ese suelo frío a la temperatura especificada que durante la tarde. Cuando el sol calienta el suelo por la tarde, pueden hacer funcionar la máquina más rápido porque no es necesario elevar tanto la temperatura del suelo. Es un proceso interesante”.

El proceso de vaporización básicamente pasteuriza el suelo. A medida que el vaporizador avanza por el campo, las calderas calientan el agua a unos 150 °C, generando vapor seco que se inyecta continuamente a través de los vástagos individuales integrados en la formadora de camas. Los inyectores se pueden configurar para adaptarse a las diferentes necesidades del cultivo. (Foto: PERC)

El proceso básicamente pasteuriza el suelo. A medida que el vaporizador avanza por el campo, las calderas calientan el agua a unos 149 °C, generando vapor seco que se inyecta continuamente a través de los vástagos individuales integrados en la formadora de camas. Una franja estrecha de tierra a lo largo de la cama de siembra se calienta a unos 71 °C durante 15 a 20 minutos. El vapor se aplica a los primeros 2,5 o 5 cm de la superficie del suelo, una zona crítica para la germinación de las semillas de malezas.

La cantidad de agua que utiliza el vaporizador de suelo por acre es comparable a la de un sistema de riego. "Llevamos suficiente agua a bordo para una hora de funcionamiento", dijo Fennimore, "y tenemos suficiente combustible para unas cinco horas. Para el propano, vamos hasta el final del campo y paramos para recargar. Pero con el agua, podemos hacer lo que llamamos 'repostaje en vuelo', aunque en realidad es 'riego en vuelo'. Tenemos un tractor que arrastra un tanque con espaciado entre ruedas alineado con los surcos. El tractor avanza junto al vaporizador y en tres minutos podemos rellenar el tanque a bordo. Aumentar la cantidad de acres que se tratan al día es una cuestión de eficiencia".

El vaporizador de orugas se ha probado en campos de lechuga y zanahoria en California y Arizona, y ahora Fennimore y el equipo de Valley Fabrication están construyendo una segunda máquina autopropulsada diseñada específicamente para semilleros de fresas. Estos semilleros pueden tener 35 cm de altura, demasiado alto para el diseño actual de orugas. Con fecha de entrega prevista para este otoño, el nuevo vaporizador de suelo a propano tendrá seis ruedas, cada una con accionamiento hidrostático. Se espera que las ruedas faciliten la limpieza de diferentes semilleros y creen una máquina lo más flexible posible.

Disponible comercialmente

El objetivo de Fennimore con este proyecto es que, con el tiempo, los vaporizadores de suelo funcionen comercialmente en todo el Valle de Salinas y sus alrededores. El proyecto también está en marcha para PERC.

“Nuestros objetivos a partir de ahora son hacer todo lo posible desde el punto de vista del marketing y la promoción para que tenga el mayor éxito posible”, dijo Newland. “El objetivo es que esta sea una entidad rentable en el futuro, y estamos trabajando arduamente entre bastidores para asegurarnos de que nuestra parte del proyecto sea un éxito”.

El vaporizador de suelo de Fennimore avanza lentamente por un campo en el Valle de Salinas, California. (Foto: PERC)