Monográfico UMH Sapiens Agrónomos 2015-2016

MONOGRÁFICO 2015/2016

INGENIERÍA AGRONÓMICA La gestión integral de los sistemas productivos del sector agrícola y de la industria agroalimentaria

REPORTAJES EXTRAÍDOS DE LA REVISTA DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA UMHSAPIENS

MONOGRÁFICO INGENIERÍA AGRONÓMICA

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|| Un Santuario de Palmeras || Alimentos con Ciencia || Materiales de Construcción Biodegradables

Un santuario de palmeras · Belén Pardos

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egmentos de hojas, tallos, raíces o semillas son algunas de las partes de las plantas que pueden dar lugar a más individuos. Este material se conoce como germoplasma y, mediante diferentes técnicas, permite obtener nuevos ejemplares. En la reproducción in vitro, el tejido adecuado da lugar a plantas con características idénticas a las del material de partida. En cambio, si lo que se pretende es conseguir una representación heterogénea, lo más diversa posible, es necesario plantar las semillas, que incorporan la información genética del padre y de la madre. Y este es el objetivo del Banco de Germoplasma de la Escuela Politécnica Superior de Orihuela (EPSO) de la UMH, conservar la mayor biodiversidad posible.

La institución responsable de dictar las normas respecto a los bancos de germoplasma es la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO). La entidad señala que conservar los recursos fitogenéticos es fundamental para salvaguardar la seguridad alimentaria y nutricional, ahora y en el futuro. Para cumplir este desafío, la FAO requiere un flujo continuo de cultivos mejorados y variedades adaptadas a condiciones particulares. Según la organización, una buena gestión de los bancos de germoplasma salvaguarda la diversidad genética y la pone a disposición de los investigadores.

Antes de recoger las semillas de las palmeras, el equipo de investigadores de la UMH consultó la literatura científica que recoge la descripción de los principales palmerales españoles. La

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directora del Banco de Germoplasma y profesora de la UMH, Concepción Obón, explica que una vez decididos los puntos de muestreo, los investigadores recogieron las semillas en el campo. Para discriminar qué palmeras era más interesante reproducir, los miembros del proyecto se entrevistaron con agricultores y palmereros en cada zona. “Para conocer cuáles daban los mejores dátiles, debíamos hablar con quienes han trabajado con ellas toda la vida”, asegura.

Los investigadores muestrean desde hace 8 años palmerales de Valencia, Alicante, Murcia, Almería, Canarias y Baleares. El banco cuenta con ejemplares de palmera datilera, Phoenix dactilifera, y de palmera canaria, Phoenix canariensis. Esta última es la más cultivada en el mundo como ornamental. Se puso de moda en la Costa Azul a finales del siglo XIX e inicios del XX y, como emblema de glamour, se distribuyó por jardines de todo el mundo. En España, los investigadores han recogido semillas de palmera canaria en puntos tan diferentes como Granada, Galicia o Asturias.

Las semillas germinan si tienen satisfechos sus requerimientos de calor y agua

El Banco de Germoplasma de la UMH forma parte de la red de bancos de germoplasma mundial y está amparado por el Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias (INIA),

La profesora Concepción Obón en las instalaciones de la Escuela Politécnica Superior de Orihuela

organismo que promueve la investigación.

Aunque existen otros bancos en el mundo, el de la EPSO es el que cuenta con mayor diversidad de palmeras.

La técnica El poder de germinación de las semillas no es infinito, algunas lo pierden enseguida y otras tardan años. En el caso de las leguminosas, como los garbanzos o las lentejas, su cubierta protectora les permite aguantar más tiempo, pero no existen estudios al respeto para la palmera. Por este motivo, Concepción Obón explica que se deben reproducir para asegurar su viabilidad: “No basta con guardar las semillas, sino que tienen que dar lugar a individuos que deben ser plantados en el campo”.

El protocolo pasa por seleccionar las palmeras que sean características por algún motivo, lo que se denomina una accesión. Obón explica que, en la colección, cada accesión es una palmera concreta y diferente de cualquier otra. Y continúa, “de forma tradicional, en España la propagación se ha hecho siempre por semilla, es decir, desde el hueso del dátil, por eso tenemos una gran diversidad”.

En los países que cultivan la palmera para la obtención de dátiles, como Arabia Saudita, Egipto, Irak o Irán, se propaga mediante los hijuelos, que son iguales a la madre, mientras que las semillas llevan implícita diversidad procedente del padre y de la madre, explica la directora del banco.

El equipo de la UMH recoge los frutos o las semillas de los ejemplares que creen dignos de conservar por sus características. Una vez limpias las semillas, ya se pueden plantar en maceta o bien secarlas para su conservación.

Cada una de las accesiones lleva una ficha con todos los datos de pasaporte, como lugar y fecha de recolección, personal responsable o coordenadas geográficas, entre otros. Las semillas se guardan desecadas a una temperatura de 5ºC, sin que lleguen a congelarse porque perderían su viabilidad. Una vez germinan en la maceta, se registran todos los datos sobre su proceso de crecimiento y, cuando alcanzan el tamaño adecuado transcurridos tres o cuatro años, se trasladan al campo.

La EPSO cuenta con una parcela de 6.758 metros cuadrados que alberga alrededor de 400 accesiones. Además, se dispone de

cerca de 500 accesiones en maceta, en fase de crecimiento, para poder plantarlas en su ubicación definitiva.

Concepción Obón cuenta que las semillas germinan bien si tienen satisfechos sus requerimientos de calor y agua. Normalmente, continúa, esto se produce en primavera, por lo que en esta estación es cuando conviene plantar las semillas en macetas. “Podemos hacerlo en cualquier momento, pero si las temperaturas no superan los 25ºC, no germinan”, señala. Como se trata de conservar y conocer las palmeras, además de P. dactilifera y P. canariensis, la EPSO dispone de accesiones de las distintas especies de palmeras del mundo que han obtenido a través de viveristas o de otros bancos de germoplasma.

Como, por ejemplo, el de Estados Unidos, con el que la UMH ha intercambiado semillas. De esta forma, los investigadores pueden comparar entre especies y entender mejor las particularidades de cada una de ellas.

El picudo rojo El banco de germoplasma de la UMH no escapa al principal problema al que se enfrentan las palmeras. La plaga del picudo rojo,

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Alimentos con ciencia La profesora de la UMH María José Frutos investiga para obtener productos innovadores y saludables

· Belén Pardos

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os alimentos funcionales contienen componentes con actividad biológica que ofrecen beneficios para la salud y reducen el riesgo de sufrir enfermedades. De esta forma los define el Consejo Europeo de Información Sobre la Alimentación (EUFIC), una organización sin ánimo de lucro que proporciona

El Banco de Germoplasma de la UMH conserva más de 400 accesiones

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Rynchophorus ferrugineus, también ha afectado a los ejemplares de la parcela de la EPSO. “El banco debe estar en un lugar óptimo para la vida de las palmeras, como es el sudeste, pero el problema es la cantidad de picudo”, asegura Obón.

Los investigadores han apreciado que las palmeras regadas con aguas salobres resisten mejor al picudo que las que reciben agua dulce, porque se endurecen y gustan menos al picudo. Como medida de protección, además de tratarlas con los productos fitosanitarios reglamentados, la UMH ha

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colocado alrededor de las palmeras plantas repelentes de insectos. Se trata de especies que cuentan con unos aceites esenciales que alejan al picudo. La directora del banco de germoplasma explica que la menta es la más efectiva, porque crece rodeando la palmera y, además de protegerla contra la plaga, evita que crezcan malas hierbas que compiten con la palmera por los nutrientes y limitan su crecimiento.

Por otro lado, Obón explica que van a establecer un convenio de colaboración con una empresa interesada en proteger las

palmeras con un hongo llamado Beauveria bassiana. Cuando este hongo entra en contacto con picudo, crece sobre él y lo mata.

El banco de germoplasma es un santuario de palmeras vivas, que persigue conservar la diversidad y mejorar el conocimiento sobre las plantas. En caso de que una plaga como la del picudo rojo terminara por hacer desparecer alguna especie, se podría recurrir a los ejemplares de la Universidad.

Pero Concepción Obón subraya que lo ideal es conservar las palmeras en sus hábitats originales alrededor de todo el mundo.

La responsable del Grado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos de la UMH investiga para mejorar productos comestibles con el uso de compuestos bioactivos o probióticos. María José Frutos explica que una dieta completa asegura los compuestos bioactivos necesarios para el organismo. “El salmón, por ejemplo, nos aporta Omega 3 y los polifenoles están presentes en todas las frutas y verduras”, señala. Pero, a juicio de la profesora, la forma de vida actual se aleja del ideal de dieta equilibrada. En este sentido, la doctora señala que se toman muchos alimentos faltos de fibra o muy pocos vegetales. “Por eso no está de más disponer de alimentos funcionales”, asegura. La investigadora aboga por un consumo responsable sin ocupar posiciones extremas: “No es necesario llenar el carro de la compra de alimentos funcionales ni prescindir de ellos por escepticismo”.

Nutrición y salud El equipo en el que trabaja la profesora de la UMH cuenta con dos líneas de trabajo relacionadas con los alimentos funcionales. Por una

datos científicos sobre alimentos, nutrición y salud.

Para la investigadora del Grupo de Calidad y Seguridad Alimentaria de la UMH María José Frutos Fernández, los alimentos funcionales suponen un avance para mejorar algunas carencias ligadas a la forma de consumo actual y al acelerado ritmo de vida.

con propiedades antioxidantes presentes en vegetales y responsables de los tonos azules y rojos de la granada, la fresa, la ciruela o la berenjena”, precisa.

La profesora de la UMH señala que se han centrado en determinar el efecto que tiene el procesado de los alimentos estudiados sobre su estabilidad: “Analizamos si el almacenamiento o el tratamiento térmico de un producto puede conllevar la degradación de los compuestos beneficiosos para la salud o a la pérdida de viabilidad de los microorganismos”.

parte, el grupo desarrolla alimentos probióticos con bacterias beneficiosas para la salud. Por otra, persiguen obtener comestibles con compuestos bioactivos, procedentes de vegetales, como los polifenoles, que poseen propiedades antioxidantes y saludables.

Entre las fuentes de compuestos bioactivos procedentes de plantas, el equipo ha participado

en un proyecto europeo en el que se han empleado residuos de producción del aceite de lino -con alto contenido en fitoestrógenos- para introducirlos en alimentos como el pan o la pizza.

Según la investigadora, el grupo utiliza fuentes vegetales de las que se dispone de extensa bibliografía sobre sus beneficios para la salud. “Como, por ejemplo, los antocianos, que son polifenoles

Los beneficios de los probióticos presentes en el yogur son conocidos entre los consumidores, pero los investigadores de la UMH proponen alternativas a los lácteos que también contienen microorganismos saludables. La doctora Frutos señala que, junto con la profesora Estefanía Valero, poseen una patente mundial para el desarrollo de gelatinas con microorganismos beneficiosos. En esta misma línea, la docente comenta que el equipo ha creado zumos fermentados con bacterias probióticas: “Tratamos de cono UMHSAPIENS

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Imágenes: CC Pixabay

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cer en profundidad los microorganismos así como los compuestos que sintetizan y metabolizan, porque las transformaciones que llevan a cabo en el zumo pueden ser beneficiosas”.

Para introducir las bacterias en la bebida, los investigadores han empleado procedimientos de microencapsulación que permiten que los microorganismos sean más estables a su paso por el sistema gastrointestinal. “Cuando tomamos un yogur, muchas bacterias beneficiosas mueren en el camino pero ingerimos tantas que algunas llegan al colon”, cuenta la profesora. Por este motivo, continúa, conseguir incrementar la supervivencia de los microorganismos hasta alcanzar el colon supone una ventaja saludable.

Innovación alimentaria Los expertos han empleado matrices como el alginato para encapsular las bacterias -en forma de bolitas minúsculas- y han simulado en el laboratorio el proceso de la digestión, desde que el alimento entra en contacto con los jugos gástricos hasta que las enzimas intestinales lo degradan.

Con la recreación del recorrido

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de la comida por el tracto gastrointestinal, se puede determinar la cantidad de bacterias que sobreviven al proceso. Se trata de un aspecto clave ya que, por ejemplo, las bacterias gastrointestinales intervienen, entre otros procesos, en la modificación bioquímica de polifenoles para que se puedan absorber y tener efectos beneficiosos.

La aceptación del consumidor es otro aspecto fundamental valorable a la hora de obtener un alimento nuevo. Aunque el tamaño de las microcápsulas incluidas en el zumo es mínimo, la doctora Frutos cuenta que no es necesario que pasen desapercibidas: “Si de esta forma conseguimos un producto más saludable, detectarlas puede formar parte de la experiencia sensorial”.

La investigación en torno a las propiedades beneficiosas de los alimentos es un campo de trabajo multidisciplinar que requiere la interacción de profesionales de áreas como la Química, la Biología, la Ingeniería, la Nutrición, la Tecnología de Alimentos o la Bioquímica. La importancia de las colaboraciones entre grupos

ha llevado a la UMH a trabajar informar a los consumidores socon investigadores del equipo de bre los avances en alimentación Nutrición y Salud del Instituto saludable, la investigadora de la AgResearch de Nueva Zelanda. UMH cree que sería positivo trasEn este país, se ha desarrollado el ladar estas iniciativas a ámbitos primer sistema de cultivo in vitro más cercanos. Los planes de estudio escolares no de células inincluyen formatestinales que Un mayor grado ción acerca de los permite simude conocimiento beneficios y las lar las células mejoraría la características de cultivadas en salud de los la comida, pero un ambiente consumidores un mayor grado lo más simide conocimiento lar posible al del organismo humano. “De esta entre la población permitiría redumanera, podremos conocer de cir algunas posiciones extremas y forma exacta cómo se absorben mejorar la alimentación y la salud los compuestos con los zumos de los compradores. “¿Por qué no aprovechar el tirón de los prografermentados”, señala Frutos. mas de cocina para incluir inforAunque Europa dispone de herra- mación sobre las características mientas como el European Food y los beneficios de la comida?”, Information Council (EUFIC) para propone María José Frutos.

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MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

BIODEGRADABLES 2

Un grupo de investigadores de la Escuela Politécnica Superior de Orihuela de la UMH obtiene tableros a partir de residuos vegetales

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os restos de poda procedentes de la agricultura o

efecto invernadero y eleva el riesgo de incendio. Por otra parte,

de los jardines urbanos suelen terminar en vertede-

enterrar los restos puede provocar la propagación de plagas

ros. En otras ocasiones, aunque la ley lo prohíbe, los

como la del picudo rojo. El grupo de Materiales de Construc-

agricultores optan por quemar los residuos vegetales por la

ción a partir de Residuos Vegetales de la Escuela Politécnica

complejidad económica y logística que supone gestionarlos.

Superior de Orihuela (EPSO) de la Universidad Miguel Hernán-

Pero este tipo de prácticas conlleva riesgos. Prender fuego a

dez (UMH) investiga desde hace ocho años para ofrecer alter-

los vegetales supone emitir CO2 a la atmósfera, contribuye al

nativas sostenibles a la gestión de este tipo de residuos.

La profesora de la EPSO Teresa García Ortuño dirige al equipo integrado por los profesores Javier Andreu Rodríguez, Manuel Ferrández-Villena García, María Teresa Ferrández García y Clara Eugenia Ferrández García.

“Nuestro objetivo es transformar los residuos vegetales que terminarían en un vertedero en tableros de partículas de tipo aglomerado”, cuenta Teresa García. La investigadora de la UMH explica que la unión de las partículas se puede llevar a cabo con adhesivos o mediante un proceso de presión con calor para evitar añadir compuestos químicos. Otra de las investigaciones del equipo, también relacionada con la construcción a partir de vegetales, aborda el uso de caña común en edificaciones antiguas y sus procesos de rehabilitación.

tóxica sobre la que existen limitaciones respecto a los niveles de exposición. Organismos como la Agencia Internacional de Investigación del Cáncer la han clasificado como carcinógena en seres humanos. Clara Eugenia Ferrández, componente del grupo de investigación, apostilla que el equipo de la EPSO persigue producir materiales ecológicos libres de este tipo de adhesivo.

Aglomerado ecológico El 90% de la industria del aglomerado utiliza un adhesivo derivado del petróleo, llamado urea formaldehído. Se trata de una sustancia química

Las ventajas asociadas a emplear elementos que terminarían en un vertedero para producir recursos son numerosas. El final de la vida útil de estos tableros también pasa por la reutiliza-

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Otra de las ventajas de reutilizar residuos vegetales para producir materiales de construcción es que no es necesario talar árboles. En España no existen suficientes bosques y la industria maderera la importa de otros países. “Aprovechar los restos de poda también redunda en reducir el impacto relacionado con esta práctica”, señala Ferrández.

ción. Las investigadoras de la UMH aseguran que en caso de que no lleven adhesivos, transcurridos alrededor de veinte años en los que suelen dar servicio, pueden triturarse y utilizarlos de nuevo.

Las tableros de partículas aglomeradas ofrecen varias posibilidades; desde la construcción de muebles, suelos o falsos techos, hasta su uso como aislante térmico o acústico. En la actualidad, muchos edificios utilizan la fibra de coco importada de otros países en sus falsos techos. “Cuando aquí tenemos materiales que ofrecen exactamente la misma utilidad”, explica Teresa García.

En función de las propiedades del vegetal de partida, el producto obtenido se adecuará más a unos usos que a otros. Para fabricar los tableros, se ejecuta un proceso que empieza con el secado de la madera procedente de restos de poda de especies como palmeras, cítricos, moreras

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1 | Teresa García, Clara Eugenia Ferrández y Javier Andreu. 2 | Tamiz de partículas. 3 | Dominó realizado con restos de poda de palmera.

4 | Muestras de tableros empleadas para los ensayos en laboratorio.

o cañas. Después, se tritura la materia prima, se selecciona por tamaño de partículas y se somete a los procesos necesarios para conseguir que tenga unas características u otras.

En el laboratorio de la EPSO, se llevan a cabo ensayos de resistencia de materiales, de tipo a flexión, a tracción o a compresión, así como ensayos térmicos y de reacción a fuego, siempre de acuerdo con las normas y especificaciones técnicas UNE. Los procesos están estandarizados en la normativa de materiales aglomerados de madera, que especifica qué propiedades debe cumplir el tablero para sus usos. Además, la norma clasifica los materiales en función de los resultados obtenidos.

Necesidad de impulso A juicio de las expertas, un escenario ideal para la gestión de los restos de poda podría ser aquel en el que los agricultores dispusieran de plantas de recogida cercanas, de manera

que no recurrieran a las quemas incontroladas.

Y no sólo los agricultores, sino las cooperativas y los ayuntamientos. Se trataría de disponer de una plataforma de recogida que depositara los restos de poda en una fábrica de tableros, adaptada a este proceso. Las fincas se podan año tras año, aseveran las investigadoras, por lo que se trata de un material renovable. La clave pasa por conseguir que la industria se adapte a fabricar por temporada, de acuerdo a los vegetales disponibles en cada momento.

La industria del tablero aglomerado encuentra una fuerte competencia en las empresas de fabricantes de pellets para calderas de biomasa.

Este tipo de energía cuenta con subvenciones y la industria maderera no puede competir en este sentido. Pero la investigadora Clara Eugenia Ferrández asegura que no todos los restos de poda son adecuados como biomasa: “Alguno de sus componentes como el arsénico, el azufre o el silicio estropean las calderas”. Por

Elementos que terminarían en un vertedero se transforman en recursos su parte, Teresa García subraya que los tallos, las hojas o la paja no funcionan bien como biomasa pero sí para construir tableros. Por ello, ambas investigadoras reclaman una apuesta por parte de empresas y administraciones para potenciar este tipo de materiales de construcción ecológicos y renovables.

Aunque el proceso es muy sencillo, Teresa García y Clara Eugenia Ferrández insisten en que sería conveniente ensayar a escala piloto en una planta real. Las investigadoras apuestan por la necesidad de transferir este conocimiento a la industria maderera. “Supondría ahorrar costes de gestión de residuos y, sobre todo, ambientales”, aseguran.

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