En la era actual, la investigación y la tecnología del cultivo avanzan a velocidades sin precedentes, lo que se traduce en una constante evolución agrícola. Entre estos cambios se encuentra el uso de la tecnología de nanoburbujas en el cultivo de cannabis. Aunque esta tecnología emergente se ocupa de componentes microscópicos, su impacto es todo menos pequeño. Su poder reside en su capacidad única para mejorar la absorción de agua y nutrientes, optimizar las condiciones de cultivo y aumentar la vitalidad general de las plantas de cannabis, lo que la convierte en un área de interés fundamental para los cultivadores que esperan mejorar el crecimiento, el rendimiento y la calidad de sus cosechas.

Comprender las ultrafinas o nanoburbujas

¿Qué son exactamente las nanoburbujas? Básicamente, una burbuja es una bolsa de gas o aire encapsulada en un medio líquido. Las burbujas se clasifican en función de su tamaño: burbujas normales (visibles a simple vista), microburbujas (visibles como una solución lechosa) y ultrafinas o nanoburbujas (invisibles a simple vista y de menos de 1 micra de tamaño). Las microburbujas, formadas a partir de aire o gas introducido en una fase portadora líquida, presentan propiedades únicas, como la estabilidad prolongada en el líquido hasta seis meses en condiciones específicas. Esta estabilidad se debe a su superficie cargada negativamente y a su alta solubilidad en el gas.

Las nanoburbujas superan a sus homólogas de mayor tamaño principalmente en tamaño, estabilidad y comportamiento. Debido a su naturaleza altamente presurizada y cargada eléctricamente, estas burbujas ultrafinas pueden permanecer suspendidas en un líquido durante mucho tiempo (más de seis meses). Su lento ascenso y su incapacidad para dispersar la luz visible debido a su diminuto tamaño hacen que la solución acuosa sea transparente. Lo más destacado de las nanoburbujas reside en su capacidad para disolver agua y nitrógeno cuando estallan, lo que da lugar a la formación de radicales hidroxilo desinfectantes.

¿Cómo se forman las nanoburbujas?

En el proceso de creación de nanoburbujas intervienen una bomba de alta presión, agua y aire o gas. El aire se rompe en burbujas diminutas mediante un movimiento turbulento a alta presión, lo que da lugar a la formación de microburbujas. Estas microburbujas, sometidas a más fuerza mecánica o rotas debido a su extrema presión interna, acaban convirtiéndose en nanoburbujas. Para el cultivo de cannabis, estas nanoburbujas infundidas en el agua de riego pueden mejorar drásticamente la absorción de oxígeno y nutrientes por parte de la planta, lo que se traduce en plantas más sanas y mejores rendimientos. En consecuencia, la tecnología de las nanoburbujas es muy prometedora como herramienta para optimizar las prácticas de cultivo de cannabis.

(Wang et al., 2021)

Nanoburbujas en agricultura de ambiente controlado (CEA)

El cultivo de cannabis es un proceso complejo que requiere un control preciso de diversos factores como la luz, la temperatura y los nutrientes. En la Agricultura en Ambiente Controlado (AAC), investigaciones recientes han demostrado los efectos beneficiosos de las Nanoburbujas de Oxígeno (ONB) para hacer más eficiente el proceso. Se ha descubierto que las ONB aceleran la germinación de las semillas en un 10%, el crecimiento de las plantas en un 30-50% e incluso aumentan las actividades de la peroxidasa en las hojas de tomate en un 500-1000%, promoviendo así la proliferación celular y el crecimiento de las plantas [1]. Un estudio de caso realizado por Earthwise Global reveló que la aplicación de nanoburbujas produjo un aumento del 20% del peso húmedo y del 15% del peso seco curado en comparación con el control [2]. Con mejoras tan notables en el crecimiento y el rendimiento, está claro que la integración de nanoburbujas en el CEA es muy prometedora para mejorar la eficiencia y la productividad del cultivo de cannabis.

(Macelino et al., 2022)

Implicaciones económicas de la tecnología de nanoburbujas

Antes de integrar la tecnología de las nanoburbujas en el proceso de cultivo, hay que tener en cuenta varios factores de coste:

  • Gastos de capital: La transición a la tecnología de nanoburbujas en la agricultura requiere equipos específicos, como generadores de nanoburbujas o mecanismos de infusión, cada uno de los cuales puede variar en tamaño, capacidad y complejidad. El gasto total en equipos depende de varios aspectos, como el caudal esencial, los requisitos de presión y las características de control de calidad deseadas.
  • Gastos operativos: Los sistemas de nanoburbujas dependen de un suministro constante de energía para generar y mantener las nanoburbujas. Esto significa que el consumo de energía es un componente crítico de las previsiones de costes operativos. Además, el mantenimiento y las revisiones periódicas del sistema son esenciales para su longevidad, lo que incrementa aún más los costes de funcionamiento.
  • Consideraciones sobre los recursos hídricos: El acceso a un suministro estable de agua es esencial para hacer funcionar la tecnología de las nanoburbujas. Esto puede implicar el establecimiento de una nueva infraestructura de suministro de agua o la modificación del marco de riego existente. Los costes de obtención o tratamiento del agua podrían suponer un reto importante para los gastos operativos generales.
  • Gastos de instalación e integración: La integración de la tecnología de nanoburbujas en sistemas agrícolas preexistentes puede requerir ciertos ajustes. Esto puede acarrear costes adicionales asociados a la mano de obra para el proceso de instalación, alteraciones en la fontanería y armonización del sistema de nanoburbujas con la infraestructura existente.
  • Costes de experiencia y formación: La utilización eficaz de la tecnología de nanoburbujas requiere un cierto nivel de competencia y experiencia. El coste de formación del personal o de contratación de especialistas para operar y mantener la tecnología puede contribuir al gasto global.
  • Costes de investigación y desarrollo: Quienes consideren la aplicación de tecnologías de nanoburbujas innovadoras o avanzadas pueden tener que presupuestar los costes de investigación y desarrollo relacionados con la puesta a punto del sistema para adaptarlo a las necesidades agrícolas específicas.
  • Retorno de la inversión: Aunque la tecnología de las nanoburbujas puede ofrecer beneficios significativos, como un mejor rendimiento de los cultivos y una mayor eficiencia hídrica, es fundamental evaluar el rendimiento de la inversión. Los factores a tener en cuenta en este análisis incluyen el aumento previsto de la productividad, el ahorro de costes en otras áreas operativas (por ejemplo, la reducción de la utilización de fertilizantes) y el valor de mercado potencial de los productos agrícolas mejorados.

Beneficios de las nanoburbujas en el cultivo de cannabis

El uso de nanoburbujas en el cultivo de cannabis en un entorno de agricultura controlada ofrece numerosas ventajas:

  • Aumento de los niveles de oxígeno: Al mejorar la relación aire-agua, las nanoburbujas ayudan a fomentar un entorno que desincentiva el crecimiento de hongos perjudiciales y promueve la actividad microbiana beneficiosa.
  • Tratamiento del agua: La presencia de nanoburbujas puede mejorar la calidad del agua y evitar la microbiología nociva. Esto es fundamental para mantener la salud y vitalidad de las plantas de cannabis y minimizar la incidencia de enfermedades vegetales.
  • Absorción y suministro de nutrientes: Las nanoburbujas ayudan a potenciar la aireación, lo que a su vez estimula el crecimiento de las raíces y mejora la disponibilidad y absorción de nutrientes.
  • Circularidad del agua: La tecnología de las nanoburbujas fomenta la eficiencia en el uso del agua y los residuos, lo que se traduce en una mejor conservación de los recursos, un mayor rendimiento y un aumento de la rentabilidad. De hecho, las nanoburbujas pueden suponer un aumento del 20% en la eficiencia del riego [2].
  • Respiración: Las nanoburbujas facilitan los intercambios eficientes de gases, lo que ayuda a la respiración y recuperación de las plantas y mejora su rendimiento general.
  • Gestión integrada de plagas: Al ofrecer un enfoque proactivo de la GIP, las nanoburbujas son una herramienta eficaz contra los patógenos de la zona radicular y foliar.
  • Soluciones para la altitud: A mayor altitud, mantener la vitalidad de las plantas puede ser un reto. Las nanoburbujas pueden aportar una solución al mantener niveles óptimos de oxígeno y disponibilidad de nutrientes.
  • Aumento del rendimiento: La tecnología de nanoburbujas ofrece una mayor absorción de nutrientes, vitalidad de la planta y asimilación de CO2, todo lo cual se traduce en un mayor rendimiento.
  • Respetuoso con el medio ambiente: el uso de nanoburbujas no contiene productos químicos, es sostenible y favorece un entorno más seguro para los empleados.
  • Impactos en el crecimiento de las raíces, la morfología de las plantas y la expresión fenotípica: Las nanoburbujas contribuyen a un enraizamiento más rápido y a tiempos de ciclo más cortos, promoviendo el crecimiento eficiente y la morfología de la planta. También influyen en la expresión fenotípica de las plantas de cannabis, lo que puede dar lugar a rasgos deseables en el producto final. Esto puede traducirse en productos de mayor valor comercial.

Hay un puñado de grandes proveedores de tecnología de nanoburbujas que están sirviendo eficazmente al espacio del cannabis. Teniendo en cuenta la inconsistencia de los resultados de las nanoburbujas, los estudios de casos y las soluciones prescriptivas, es importante adoptar un enfoque investigado antes de invertir en esta tecnología. Póngase en contacto con ellos y averigüe cuál se ajusta mejor a su presupuesto, sus objetivos empresariales y su personalidad.

La integración de la tecnología de las nanoburbujas en el ámbito del cultivo de cannabis es prometedora y podría transformar el futuro de esta industria. Adoptar una tecnología tan avanzada no sólo reduce los riesgos del cultivo, sino que también puede mejorar significativamente los resultados financieros. Sin embargo, antes de integrar esta tecnología en las prácticas de cultivo, es fundamental investigar a fondo y tener en cuenta diversos factores de coste. Una vez que lo haga, estará listo para desbloquear el amplio impacto que estas minúsculas burbujas pueden aportar.

[1] Xue, Shan y Gao, Jianan y Liu, Changqing y Marhaba, Taha y Zhang, Wen (2023). Unveiling the Potential of Nanobubbles in Water: Impacts on Tomato Growth and Soil Properties. Disponible en SSRN: https://ssrn.com/abstract=4443705 o http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4443705

[2] Global, E. (s.f.). Earthwise Global. Earthwise Global. https://earthwiseglobal.com/home

[3] Wang, Y., Wang, S., Sun, J., Hengren, D., Zhang, B., Xiang, W., Hu, Z., Li, P., Yang, J., & Zhang, W. (2021). Nanobubbles promote nutrient utilization and plant growth in rice by upregulating nutrient uptake genes and stimulating growth hormone production. Science of the Total Environment, 800, 149627. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149627

[4] Marcelino, Kyle Rafael & Ling, Li & Wongkiew, Sumeth & Nhan, Hua & K C, Surendra & Shitanaka, Ty & Lu, Hui & Khanal, Samir. (2022). Aplicaciones de la tecnología de nanoburbujas en sistemas medioambientales y agrícolas: Opportunities and challenges. Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 53. 1-26. 10.1080/10643389.2022.2136931.