Nanotecnología en la gestión de humedad de suelos agrícolas

Volver

Prácticas Agronómicas

Cambio climático

Aplicada

Tecnológica

2021

Activo

Loading map...

Resumen ejecutivo

El avance de la degradación de los suelos, los procesos de desertificación y la creciente frecuencia e intensidad de las sequías están generando importantes pérdidas productivas y económicas en la agricultura andina, incrementando los niveles de inseguridad alimentaria, pobreza y vulnerabilidad social. Frente a esta problemática, el proyecto propone el uso de la nanotecnología como una alternativa innovadora orientada a mejorar la retención de humedad en los suelos. En este marco, se desarrollaron y evaluaron nanoarcillas e hidrogeles orgánicos a nivel de laboratorio, destacándose algunos materiales con capacidades de absorción superiores al 200 % de agua respecto a su peso.

Durante la campaña agrícola 2025–2026, los productos seleccionados fueron evaluados en condiciones de campo en los cultivos de quinua, papa, trigo y maíz en distintas comunidades de Bolivia y Ecuador. En Bolivia, la sequía se presentó de manera irregular a lo largo del ciclo agrícola, lo que permitió evidenciar diferencias significativas entre las distintas dosis aplicadas de ambos productos, principalmente en los cultivos de quinua y trigo. En el cultivo de papa, el efecto fue menos perceptible, mientras que en maíz el desarrollo del cultivo se vio afectado por eventos de granizo. En promedio, la capacidad de absorción y retención de agua de ambos productos fue superior al 20 %. En Ecuador, los ensayos de campo continúan en ejecución y se prevé contar con los resultados finales en junio de 2026. Asimismo, durante la campaña agrícola 2026–2027 se espera validar y consolidar estos resultados mediante una participación más activa de los productores en el proceso de evaluación y adopción de las tecnologías.

Para fortalecer la gestión y diseminación del conocimiento generado, se conformó la Comunidad de Aprendizaje Virtual (CAV), integrada por investigadores, productores, universidades y técnicos interesados en la nanotecnología aplicada a la agricultura. Entre sus principales resultados destacan el desarrollo de materiales de difusión, presentaciones técnicas y espacios virtuales de intercambio de conocimientos. Asimismo, con el impulso de la CAV se realizaron cinco talleres de capacitación dirigidos a más de 330 productores, promoviendo el aprendizaje y la difusión de tecnologías orientadas a la adaptación de la agricultura frente a la sequía y el cambio climático.

La solución tecnológica

La estrategia del proyecto se fundamenta en el desarrollo y aplicación de nanoarcillas e hidrogeles orgánicos como soluciones tecnológicas innovadoras para enfrentar los problemas de degradación de los suelos y sequía en la agricultura de la región andina. Las nanoarcillas, debido a su reducido tamaño de partícula, elevada superficie de contacto y capacidad de expansión, permiten incrementar significativamente la retención y disponibilidad de agua en el suelo. Por su parte, los hidrogeles orgánicos son elaborados a partir de fibras de celulosa obtenidas de residuos agrícolas, constituyendo una alternativa de bajo costo, biodegradable y ambientalmente sostenible.

Ambos materiales poseen una alta capacidad de absorción y almacenamiento de agua, contribuyendo a reducir las pérdidas de humedad, mejorar las propiedades físicas y biológicas del suelo y aumentar la resiliencia de los cultivos frente a periodos de sequía. Luego de su desarrollo y validación en laboratorio, estos productos son evaluados en condiciones de campo, en zonas agrícolas andinas afectadas por procesos permanentes de degradación del suelo y déficit hídrico, con el propósito de determinar su efecto en la retención de humedad, la actividad y diversidad microbiana del suelo y la mejora de la productividad agrícola.

Resultados

A nivel de laboratorio se evaluó la capacidad de diferentes nanoarcillas e hidrogeles orgánicos para absorber y retener agua. Las nanoarcillas fueron obtenidas a partir de piedras arcillosas recolectadas en Ecuador y procesadas mediante molienda y tamizado, mientras que los hidrogeles se elaboraron a partir de residuos orgánicos transformados en celulosa y posteriormente modificados químicamente. Los resultados evidenciaron diferencias en la capacidad de retención hídrica según el tipo y concentración de arcillas y en el caso de los hidrogeles destacaron aquellos elaborados a partir de borojó y caña de azúcar, ambos con capacidades de absorción superiores al 200 % respecto a su masa.

También se realizaron líneas de base y ensayos de campo en comunidades de Bolivia y Ecuador afectadas recurrentemente por sequías. Los estudios evidenciaron percepciones de degradación y erosión de los suelos, así como una creciente preocupación por el incremento de la frecuencia e intensidad de las sequías. Durante la campaña agrícola 2025–2026 se evaluaron nanoarcillas e hidrogeles en los cultivos de quinua, papa, trigo y maíz, observándose efectos positivos principalmente en quinua y trigo, donde las distintas dosis aplicadas permitieron mejorar la retención de humedad del suelo. En Ecuador, los ensayos continúan en ejecución y durante la campaña 2026–2027 se prevé validar participativamente los resultados con productores y otros actores del sector agrícola.

Como parte de las actividades de difusión y fortalecimiento de capacidades, se elaboraron 2000 fichas técnicas sobre nanoarcillas e hidrogeles y otros materiales de divulgación dirigidos a productores, técnicos y estudiantes. También se realizaron ocho talleres de capacitación en comunidades del altiplano y valles interandinos semiáridos de Bolivia, alcanzando a un total de 330 productores. Paralelamente, se conformó la Comunidad de Aprendizaje Virtual (CAV) sobre nanotecnología para la gestión de humedad de suelos agrícolas, articulando a universidades, instituciones públicas y privadas, productores, técnicos y estudiantes mediante reuniones, eventos académicos y espacios de intercambio de conocimientos. Esta iniciativa busca consolidarse como una plataforma regional para promover la innovación y la adopción de tecnologías orientadas a enfrentar la sequía y la degradación de los suelos en la región andina.

Beneficiarios

Los beneficiarios directos del proyecto son, principalmente, las familias productoras de las comunidades donde se ejecutan las actividades. Asimismo, se consideran beneficiarios directos a estudiantes, técnicos e investigadores de diferentes instituciones vinculadas al proyecto mediante la plataforma virtual denominada “Comunidad de Aprendizaje Virtual (CAV) sobre nanotecnología para la gestión de humedad de suelos agrícolas”, la cual articula a universidades, instituciones públicas y privadas, productores, técnicos y estudiantes a través de reuniones, eventos académicos y espacios de intercambio de conocimientos y experiencias.

Los beneficiarios indirectos comprenden productores, técnicos, científicos, docentes y estudiantes de diferentes regiones de Bolivia y Ecuador, quienes podrán acceder a los conocimientos, experiencias y resultados generados por el proyecto. Finalmente, los beneficiarios potenciales incluyen a otros actores vinculados al sector agrícola a nivel nacional y regional, interesados en la aplicación de tecnologías innovadoras para la gestión de humedad en suelos agrícolas.

Objetivos de Desarrollo Sostenible

Este proyecto contribuye activamente al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, promoviendo un desarrollo regional más equitativo, resiliente y sostenible.