Desisfección de sustratos con generadores de vapor
¿Qué es un sustrato?
Sustrato es todo material sólido distinto al suelo, bien sea natural, sintético, residual, mineral u orgánico que colocado en un contenedor sólo o mezclado permite el anclaje del sistema radicular de la planta a la vez que la soporta pudiendo, incluso intervenir en su proceso de nutrición mineral.
En general, estos materiales en función de su origen y aplicación, presentan diferentes composiciones y granulometrías pudiendo ser de origen orgánico (estiércol, subproductos agrícolas, turba, etc), o inerte (lana de roca, perlita, vermiculita, arena, etc). También se utiliza serrín, corteza de pino y compost vegetal conocido como tierra de hoja.
Los microorganismos potencialmente existentes en el sustrato, así como cualquier actividad biológica en él, compiten con el desarrollo de la planta mediante la captación de oxígeno y nutrientes, motivo por el cual hemos de seleccionar un buen material para configurarlo.
Su granulometría, porosidad, densidad aparente no debe alterarse durante el cultivo, de ahí la importancia de incorporar materiales orgánicos e inertes en su composición. Un buen sustrato depende de varios factores: Tipo de materia vegetal con el que se trabaja, especie, condiciones climáticas, riego, fertilización, etc, sin olvidarnos de los aspectos económicos.
Una vez consideradas las citadas variables, hay que asegurarse de que no existen microorganismos e insectos que puedan arruinar la cosecha.
La imperiosa necesidad de eliminar las citadas alteraciones está obligando a tecnólogos y técnicos identificar la gran variedad de organismos que encuentran en los sustratos condiciones de vida favorables. A esta fase biótica pertenecen bacterias, hongos, micoplasmas, nemátodos, artrópodos, protozoos, ácaros, virus, etc., agentes patógenos estos, antagónicos con las plantas en diversas fases de su desarrollo y que las condiciones favorables a su desarrollo en los invernaderos permiten su multiplicación cuando los sustratos no son desinfectados.
Los tratamientos del sustrato destinados a la lucha contra la microfauna, macro o microflora, se denominan habitualmente tratamientos desinfectantes e históricamente se han llevado a cabo mediante la aplicación de sustancias o soluciones fumigantes.
Vapor saturado como alternativa al Bromuro de Metilo
El uso de vapor saturado ha reemplazado el uso del Bromuro de Metilo en la esterilización de sustratos en muchos países desarrollados. El vapor es una alternativa factible y probada a este compuesto químico para controlar plagas y enfermedades, te explicamos por qué:
Bromuro de Metilo
La utilización generalizada de productos químicos en la preparación de suelos y sustratos utilizados en invernaderos durante años es el origen de una serie de problemáticas alteraciones que afectan a la salud humana y a la sostenibilidad del suelo.
Desde 1940 se ha utilizado Bromuro de Metilo (98% BrMe) mezclado con Cloropicrina (2% Pic) o algún producto similar alternativo para la fumigación de sustratos destinados a cultivos de alto valor agrícola y controlar así, los problemas fitosanitarios generados por insectos, nemátodos, patógenos y malezas, generalmente.
Este gas que puede contaminar las aguas subterráneas, ha sido identificado como destructor de la capa de ozono y está incluido en el Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer, conocido como Protocolo de Montreal, auspiciado por Naciones Unidas y suscrito por la inmensa mayoría de los países desarrollados como gran enemigo del Medio.
Además, sus vapores causan daño en la piel, incluso quemaduras, son tóxicos para los humanos como consecuencia de su alto contenido en Bromo y pueden producir cáncer.
Esta situación ha reorientado los sistemas agrícolas productivos hacia técnicas más limpias dejando estos compuestos químicos al margen e identificando la aplicación de vapor saturado como alternativa al Bromuro de Metilo mundialmente aceptada.
La aplicación de vapor en agricultura intensiva y el concepto DFTerm®
Se trata de una técnica desarrollada por GICONMES IBERICA de desinfección/esterilización/pasteurización, basada en la aplicación al sustrato del calor que transmite el vapor de agua aplicado con equipos desarrollados al efecto.
La aplicación Desinfección Física mediante control Térmico (DFTerm®) aumentan durante un tiempo determinado la temperatura del sustrato y simultáneamente la de los organismos vivos que lo habitan. Los agentes patógenos instalados mueren una vez alcanzado el punto térmico vital de cada uno de ellos.
DFTerm® puede aplicarse en estático o dinámico mediante operación previa al proceso de siembra sincronizando los parámetros velocidad, tiempo y temperatura en espacios reducidos y sin necesidad de generadores de vapor de alta potencia.
La aplicación DFTerm® resulta ecológica, efectiva y eficiente para todo tipo de sustratos, especialmente para los utilizados en invernaderos dotados de tecnología punta como aeroponía e hidroponía.
La desinfección de sustratos con vapor es una técnica inocua para la salud y totalmente ecológica utilizada en agricultura intensiva y de alto valor añadido, especialmente en invernaderos de hortalizas y plantas ornamentales para eliminar patógenos (hongos, bacterias, nematodos) y semillas de maleza habitualmente presentes en suelos y sustratos.
Es una alternativa al Bromuro de Metilo totalmente factible y testada en diferentes procesos para el control de plagas y enfermedades. Según el Methyl Bromide Technical Options Committee (MBTOC), grupo de expertos pertenecientes al Programa Medioambiental de Naciones Unidas (UNEP) responsable del control y aplicación del Bromuro de Metilo, el vapor ha reemplazado el uso de éste en la esterilización de sustratos en gran parte de países desarrollados, esperándose una aplicación de vapor generalizada antes de 2030.
Principio de aplicación
La aplicación de vapor se realiza a presión baja, atmosférica o subatmósferica con un % de humedad en el sustrato que oscile entre el 15 y 20% antes de la operación. Más humedad o saturación, reduce la eficiencia del proceso porque el agua llena los macroporos del sustrato impidiendo la adecuada difusión del calor a la vez que genera un exceso de condensación.
Respecto a la temperatura, no es aconsejable sobrepasar los 110ºC, ya que, a partir de esta temperatura se destruyen organismos benéficos para el suelo. La aplicación de vapor óptima se sitúa entre 30 y 50 kg de vapor/m3 de sustrato y su distribución a través del sustrato se realiza utilizando la presión generada en la caldera para la generación de vapor. Es recomendable un efecto de succión a efectos de controlar un potencial exceso de humedad.
También conviene disponer de un espacio protegido para almacenar y orear el sustrato tratado, siendo recomendable no utilizarlo hasta transcurridas 48 horas de la aplicación de vapor porque la acumulación de nitrógeno en forma de amoniaco procedente de la descomposición de la materia orgánica puede resultar tóxico para semillas y plantas.
Procedimiento operativo
La eliminación efectiva de microorganismos patógenos recomienda una temperatura entre 80 y 110ºC en la cámara de desinfección durante periodo de tiempo que oscila entre 15 y 60 minutos, siempre en función de la densidad, grado de humedad inicial y agentes típicos causantes a eliminar.
El sustrato deberá estar lo más seco posible, de tal forma que tomando un puñado, al apretarlo con la mano se perciba una leve humedad en la palma de la mano. Si desprende agua o nos mancha la mano, hemos de considerar el exceso de humedad y obrar en consecuencia. La cámara de desinfección deberá ser lo más estanca posible con el fin de mantener la temperatura. Como dato referencial, en la práctica, si se pretende eliminar malezas, hongos, insectos y nematodos mediante aplicación de vapor deberemos aplicar las siguientes temperaturas:
- 100ºC – 90ºC : Se eliminan malezas y virus resistentes al calor.
- 80ºC – 70ºC : Se eliminan semillas de malezas, todas las bacterias fitopatógenas y la mayoría de virus de las plantas.
- 70ºC – 50ºC : Se eliminan la mayoría de las bacterias fitopatógenas, gusanos, babosas, mal blanco de las raíces, hongos filamentosos, moho gris y blanco, adelomicetos y nematodos.
Las bacterias termófilas, presentes en la mayoría de los sustratos, deberán identificarse con el fin de someter el sustrato a la temperatura adecuada.
¿Esterilización, desinfección o pasteurización?
Mediante un proceso de esterilización eliminamos todas formas de vida microbiana como virus, bacterias, hongos, protozoos, esporas, etc y lógicamente tiene un costo relativamente alto si lo comparamos con procesos complementarios como desinfección que permite eliminar únicamente los elementos patógenos, o pasteurizado que es suficiente cuando tratamos de eliminar algunas bacterias, mohos u hongos . Además, hemos de tener en cuenta que la total eliminación de microorganismos puede afectar negativamente al posterior desarrollo de las variedades a cultivar.
La opción a utilizar, los tiempos de exposición, la temperatura, etc, dependen de considerables variables. Entre ellas:
- Composición de la materia prima utilizada en la composición de los sustratos
- Densidad
- Carga bacteriana y tipología
- Grado de humedad
- Nivel de mecanizado de la instalación
- Nivel de asepsia ambiental
- Parámetros externos de incubación
- Características intrínsecas de cada especie a cultivar ……
No resulta fácil definir a priori qué opción utilizar, tampoco definir la temperatura óptima ni el tiempo de exposición adecuado. Hay que tener presente que los microorganismos mueren a tasa constante; si la curva de mortandad es trazada logarítmicamente la tasa de desaparición de microorganismos es constante.
Temperatura y tiempo teórico de exposición al vapor para diversos agentes causantes
¿Estás interesado en aplicar desinfección térmica a sustratos?
Si deseas obtener más información sobre la aplicación de la técnica DFTerm® para la desinfección física de sustratos, te recomendamos contactar con GICONMES IBERICA a través de este formulario o directamente al teléfono: +34 976 50 01 08
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