Daniel Carlos Machado: «Os lodos de depuradora poden mellorar a fertilidade do solo sen causar danos ao medio ambiente se se aplican correctamente»
Daniel Carlos Machado é investigador en estancia no Campus Terra da Universidade de Santiago de Compostela, onde participa no Programa de Doutoramento en Agricultura e Medio Ambiente para o Desenvolvemento, integrado no grupo UXAFORES e baixo a dirección da profesora Esperanza Álvarez Rodríguez. Doutorado en Agronomía en Brasil, con especialización en Ciencias do Solo, a súa traxectoria investigadora centrouse desde os seus inicios na sustentabilidade, a xestión de residuos e a reutilización de subproductos como estratexia para unha agricultura máis eficiente e respectuosa co medio ambiente.
Nesta entrevista, Daniel Carlos profunda na súa investigación sobre a aplicación de lodos de depuradora no solo, unha práctica con gran potencial para mellorar a fertilidade e reciclar nutrientes, pero que ten tamén importantes retos ambientais.
O seu traballo pon o foco nos efectos a longo prazo destas aplicacións, especialmente na dinámica de metais pesados, a saúde do solo e a seguridade do sistema solo-planta, achegando coñecemento crave para definir doses adecuadas que maximicen beneficios e minimicen riscos.
O investigador valora moi positivamente a súa experiencia no Campus Terra, tanto a nivel científico como humano. Destaca a calidade dos recursos de laboratorio, o acompañamento recibido e a estreita conexión entre a investigación e o territorio como elementos diferenciais do modelo do Campus.
Unha estancia que, segundo sinala, está a ser decisiva para a súa formación técnica e multidisciplinar e que reforza o seu compromiso cunha ciencia orientada á economía circular, a transferencia de coñecemento e a sustentabilidade a longo prazo.
-A súa traxectoria académica mostra unha especialización progresiva cara á sustentabilidade e a ciencia do solo. Como describiría a evolución dos seus intereses de investigación desde a enxeñería ambiental ata o seu actual enfoque na reutilización de residuos e a aplicación de lodos de depuradora?
-Durante a carreira, as materias con enfoque na xestión de recursos renovables e de residuos sólidos sempre me espertaron interese, xa que vivimos nunha sociedade consumista, o que xera unha gran cantidade de residuos e a súa eliminación inadecuada provoca danos ao medio ambiente, afectando, de forma directa ou indirecta, á saúde ambiental e humana. Desde entón, sempre tiven interese en buscar alternativas para destinar estes residuos de maneira adecuada, favorecendo a súa reutilización, promovendo a economía circular.
-A valorización de residuos mediante a súa aplicación ao solo considérase unha estratexia crave dentro da economía circular. Que baleiros científicos ou técnicos busca abordar especificamente coa súa investigación sobre lodos de depuradora?
-O lodo de depuradora é un residuo que presenta numerosos beneficios, como a subministración de nutrientes, entre eles nitróxeno, fósforo, potasio e materia orgánica, esenciais para os cultivos, ademais de mellorar a fertilidade do solo e contribuír á produtividade. Actualmente, hai numerosos estudos que mostran os beneficios do uso de lodo de depuradora na agricultura; con todo, a maioría enfócanse en aplicacións a curto prazo, e son escasos os traballos que analizan a dinámica destas aplicacións a longo prazo.
Dado que a composición do lodo de depuradora pode conter elementos non esenciais, como chumbo, cadmio, arsénico e cromo, e algúns esenciais, pero que están en maior cantidade que o que requiren as plantas, podendo resultar tóxicos (Mn, Cu, Zn, Ni), os estudos a longo prazo son de gran importancia para verificar como evoluciona o sistema solo-planta tras varias aplicacións.
En Brasil, a miña área de estudo recibe anualmente aplicacións de lodo de depuradora (5, 10 e 20 Mg ha-1) desde hai 28 anos, co obxectivo de identificar posibles efectos destas aplicacións. Algúns enfoques da nosa investigación céntranse en:
- Os elementos non esenciais, como metais pesados e metaloides, poden acumularse no solo en niveis tóxicos, impactando negativamente na súa estrutura e reducindo a súa fertilidade, produtividade, crecemento e desenvolvemento xeral das plantas. Ademais, estes elementos poden transferirse e acumularse nas follas das plantas, podendo incorporarse á cadea trófica ata chegar aos seres humanos, o que supón un risco para a saúde, pois se trata de elementos que o organismo non elimina e acumúlanse en distintos órganos, puidendo causar graves problemas.
- Posibles cambios na comunidade microbiana: dado que a aplicación repetida de lodo de depuradora, rico en materia orgánica e con potenciais contaminantes, pode favorecer a selección de grupos específicos de microorganismos, provocando desequilibrios no solo e afectando o ciclo dalgúns nutrientes.
- Tamén pode ocorrer acidificación do solo, xa que o lodo de depuradora é rico en materia orgánica e nitróxeno; por tanto, a mineralización da materia orgánica, a nitrificación e a oxidación poden liberar ións H⁺, o que pode acidificar o solo co tempo.
Por tanto, son fundamentais as investigacións a longo prazo para monitorizar estes parámetros, co fin de determinar as doses ideais que maximicen os beneficios do uso do lodo, mitiguen posibles riscos ambientais e garantan a saúde do solo para as futuras xeracións.
-Neste proxecto analízase a adsorción e desorción de metais pesados no sistema solo. Que retos metodolóxicos presenta este tipo de análise e que aproximación experimental está a aplicar para superalos?
-Os metais pesados acumúlanse no solo debido a diversos factores naturais ou antropogénicos, puidendo ser unha vía de entrada a fertilización con lodos de depuradora. Con todo, o impacto ambiental causado polos metais pesados depende de varios factores, entre eles, a súa eliminación da solución do solo mediante adsorción por coloides do solo ou a súa liberación das partículas do solo por desorción. A ocorrencia destes procesos está relacionada con certas características do solo, como o pH, o contido de arxila, a materia orgánica e a presenza de óxidos de aluminio e de ferro e aluminosilicatos non cristalinos.
Por iso, comprender estes procesos que determinan a competencia e a adsorción dos metais é fundamental, xa que así se pode predicir o comportamento destes metais no sistema.
Unha das técnicas que se utiliza para coñecer a capacidade que ten o solo de actuar como sumidoiro destes contaminantes e impedir que pasen ás augas e á cadea trófica, son os estudos de adsorción-desorción tipo Batch. Consisten en engadir concentracións crecentes de cada un destes metais pesados aos solos e comprobar a capacidade que teñen de retelos fortemente, de modo case irreversible, e retiralos da disolución.
Isto permítenos coñecer cales son os solos máis vulnerables e cales os que adsorben estes metais pesados fortemente e impiden que entren na cadea trófica.
-O seu traballo aborda dúas dimensións críticas: mellorar a fertilidade do solo e garantir a seguridade ambiental. Como prevé equilibrar ambos obxectivos nas súas conclusións e recomendacións?
-No meu estudo buscamos avaliar o potencial do lodo de depuradora como alternativa de fertilizante, sen causar danos ao medio ambiente. Por iso, estamos a levar a cabo un experimento de longa duración, con aplicacións anuais de diferentes doses de lodo (5, 10 e 20 Mg ha-1) e un control do tratamento sen aplicación de lodos, co obxectivo de identificar cal sería a mellor dose para achegar nutrientes ao solo, satisfacendo así as necesidades dos cultivos, reducindo a dependencia de fertilizantes e promovendo unha agricultura máis sostible sen causar danos á saúde do solo, como a contaminación por elementos non esenciais.
-Que factores académicos, científicos ou persoais influíron na súa decisión de incorporarse ao Programa de Doutoramento en Agricultura e Medio Ambiente para o Desenvolvemento do Campus Terra?
-En primeiro lugar, elixín este programa porque está aliñado co meu programa en Brasil e aborda temas como a xestión de recursos naturais e a seguridade alimentaria, o cal coincide coa miña liña de investigación.
Atopar un programa que non só aborde estes temas, senón que tamén organice a súa misión ao redor deles, recoñecendo a produción de alimentos, a xestión do territorio e a seguridade das poboacións como compoñentes dun sistema único, supuxo unha oportunidade para profundar nun contexto internacional. Ademais, conta con profesores cualificados e un laboratorio equipado para realizar as miñas análises. Concretamente incorporeime ao equipo de investigación UXAFORES, baixo a dirección da Dra. Esperanza Álvarez Rodríguez.
-Tras este período de estancia en Lugo, como valora a experiencia investigadora, o acompañamento recibido e o ecosistema académico do Campus Terra?
-Desde a primeira mensaxe que lle enviei por correo electrónico á miña profesora, fun moi ben acollido e sempre me tratou con cordialidade. Ao chegar aquí, fun moi ben recibido. Non falo moi ben español e sempre me axudaron e tiveron paciencia. Por onde paso no Campus Terra, son ben tratado, sempre dispostos a axudar e aquí estou a aprender moito, tanto no ámbito profesional como no persoal.
É moi interesante ver a unión e o apoio do equipo no traballo.
-Desde unha perspectiva internacional, que elementos do enfoque científico ou formativo do Campus Terra considera especialmente diferenciadores respecto a Brasil?
-No Campus Terra, un dos seus aspectos distintivos é o acceso aos recursos de laboratorio. Estes laboratorios están equipados adecuadamente, o que permite realizar con facilidade moitas análises.
Deste xeito, permítese un fluxo de traballo constante e completo, xa que na mesma contorna poden realizarse todas as etapas, desde a preparación das mostras ata as análises.
Outro aspecto diferencial é o acceso da comunidade rural aos laboratorios, que recibe numerosas mostras para análises, o que favorece que acceda aos resultados e, así, defina a mellor forma de preparar o solo, evitando impactos ambientais. Deste xeito, transfírese coñecemento e ciencia á comunidade, o que achega numerosos beneficios.
-Que espera que achegue esta etapa na súa formación doutoral á súa futura carreira investigadora e que liñas de traballo gustaríalle desenvolver tras finalizar a súa tese?
-No Campus Terra da USC, estou a adquirir amplos coñecementos de laboratorio ao traballar con diversos métodos analíticos, o que me proporciona unha formación técnica e multidisciplinar.
Nunha fase posterior, traballarei coa análise dos datos obtidos e a discusión de resultados, o que me permitirá ampliar a miña formación. Tras finalizar a miña tese, pretendo seguir traballando en proxectos relacionados coa reutilización de residuos, especialmente porque os municipios máis pequenos a miúdo non dispoñen de recursos suficientes para xestionalos correctamente.
En Brasil, a xestión máis frecuente destes residuos é a través de entulleiras sanitarias. Aínda que esta opción é adecuada como destino final, require un investimento considerable e moito espazo para a súa construción.
demais, esta disposición provoca a perda de nutrientes potencialmente aproveitables, o que afecta á agricultura sostible e non se aliña cos Obxectivos de Desenvolvemento Sostible 2, 11 e 12.