Embrapa Maíz y Sorgo (MG) presenta al mercado una tecnología sostenible e innovadora capaz de garantizar que los granos utilizados en la producción de alimento para animales estén libres de toxinas, además de aumentar la productividad y la sostenibilidad de la agroindustria. Desarrollado en colaboración con la empresa Nascente ( NCT ), el nuevo silo biorreactor, denominado SiloBio , es una solución exclusiva para la higienización de granos a gran escala, que aumenta la seguridad sanitaria y el valor añadido de la producción.
El silo biorreactor es un equipo que combina la funcionalidad de almacenamiento de un silo con el ambiente controlado de un biorreactor, para procesar granos a escala industrial.
En el caso de SiloBio, se utiliza la acción natural del gas ozono, tecnología que elimina micotoxinas, hongos, plagas y otros residuos químicos, para garantizar un alimento seguro, sustentable y de alto rendimiento.
El desarrollo de la tecnología comenzó con la validación de un proceso de aplicación de gas ozono. Esta técnica, implementada por investigadores de Embrapa Maíz y Sorgo, busca reducir los niveles de micotoxinas en los granos de maíz poscosecha.
El uso del gas ozono para controlar las micotoxinas, un proceso conocido como desintoxicación, se ha estudiado desde hace tiempo y su potencial se ha demostrado en la literatura. «Embrapa Maíz y Sorgo ha iniciado investigaciones centradas en la reducción de los niveles de fumonisinas, un tipo de micotoxina producida principalmente por hongos del género Fusarium sp., que predomina en los granos de maíz», explica el investigador Marco Aurélio Pimentel .
“Comenzamos estos estudios con la aplicación directa de gas ozono a granos entre 2012 y 2013. Esta técnica se llama aplicación en seco y, a escala de laboratorio, utilizamos estructuras (prototipos) que simulaban un silo”, comenta Pimentel, quien lidera este proyecto en la unidad de investigación de Minas Gerais.
Según el investigador, los resultados obtenidos fueron alentadores, como la reducción de hasta un 88% de fumonisinas totales y hasta un 96% de hongos de los géneros Fusarium sp. y Penicillium spp. “En el mismo estudio, pudimos observar que la aplicación de ozono, incluso durante períodos prolongados (hasta 60 horas), no perjudicó la calidad de los granos, manteniendo niveles normales de agua, proteínas, lípidos y contenido de cenizas”, añade.
Los resultados de esta primera fase de la investigación se publican en un artículo titulado “El ozono como agente fungicida y desintoxicante del maíz contaminado con fumonisinas” en la revista Ozone: Science & Engineering.
Pimentel señala que el punto de partida para ampliar la tecnología de SiloBio, en colaboración con la empresa Nascente, fueron estos prometedores resultados y su potencial para desintoxicar micotoxinas. Otra posibilidad es su uso como agente de control de insectos y para oxidar otras moléculas orgánicas que pueden considerarse contaminantes, como insecticidas y otros agroquímicos.
Desarrollo del biorreactor SiloBio
Se desarrolló un biorreactor para su uso en experimentos de ampliación. La principal característica del equipo es el movimiento de los granos en su interior, que se logra mediante un tornillo helicoidal. Se insertaron anillos con inyectores de gas ozono en el cuerpo del biorreactor para promover una mayor homogeneidad en la aplicación a la masa de granos. Se realizaron varios experimentos en este sistema con diferentes lotes de maíz contaminados naturalmente con diferentes niveles de fumonisinas.
Pimentel informa que una forma de medir la eficiencia del proceso fue determinar la reducción porcentual relativa de los niveles de fumonisinas tras un período determinado de aplicación de ozono. Posteriormente, los niveles obtenidos en las pruebas se compararon con los Límites Máximos Tolerables (LMT) establecidos por la Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria ( Anvisa ) o por el sector productivo, especialmente los permitidos en las cadenas de suministro de proteína animal y alimentación humana.
La Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria (Anvisa) establece un límite máximo (LM) para fumonisinas totales en granos de maíz sin procesar de hasta 5000 microgramos por kilogramo (?g/kg). Sin embargo, en algunos segmentos de las cadenas de producción porcina y avícola, se indican límites más restrictivos, que alcanzan un máximo de 1000 ?g/kg para cerdas reproductoras y algunas fases específicas. La industria alimentaria humana también presenta LLM en este rango o incluso inferiores.
“Tomando estos niveles como referencia, se implementaron varios experimentos, donde logramos alcanzar niveles dentro de los rangos requeridos por estas industrias”, comenta el investigador. Los datos se recogen en el artículo « Tecnología para la reducción de fumonisinas en maíz mediante la aplicación de ozono» .
Investigación, ingeniería industrial y sostenibilidadLa incorporación de la empresa Nascente al proyecto se produjo de forma natural, fruto de la realidad del campo. El director ejecutivo y director de tecnología de la empresa, Leonardo Tuschi ( vestido de blanco en la foto de la izquierda, junto al investigador Marco Aurélio Pimentel ), relata que dos grandes productores porcinos del centro-oeste de Minas Gerais contactaron a Nascente en busca de soluciones para el tratamiento con ozono porque un veterinario, que les brindaba servicios de consultoría y tenía fuertes vínculos con Embrapa, les mencionó que los investigadores estaban iniciando estudios prometedores sobre la inhibición de hongos en el maíz almacenado. Tras una experiencia inicial de laboratorio, insistí en ir al campo. Visité su propiedad para comprender la operación de principio a fin: una granja robusta con alrededor de 15.000 animales. Ver la realidad del productor fue un punto de inflexión para nosotros. A partir de esta inmersión y de las conversaciones con el investigador Marco Aurélio Pimentel, de Embrapa Maíz y Sorgo, pude identificar cómo nuestro conocimiento en tecnología del ozono podía transformar esa investigación de laboratorio en una solución a gran escala. Nos unimos al proyecto precisamente para conectar con la solidez de la ingeniería industrial y el rigor científico de Embrapa, señala Tuschi. La principal motivación del proyecto fue comprender la gran escala de la agroindustria brasileña y observar que un sector tan vital aún dependía en gran medida de los tratamientos químicos tradicionales para el almacenamiento. «Al analizar la cadena de suministro, vimos la oportunidad de introducir una nueva cultura que satisfaga las demandas de la sociedad actual. El consumidor moderno busca cada vez más alimentos naturalmente limpios y procesos sostenibles. SiloBio nació de esta necesidad de evolución: queríamos aplicar nuestro amplio conocimiento en tecnología de ozono para modernizar una etapa importante de la agricultura. Vimos la oportunidad de ofrecer una alternativa tecnológica limpia, que generara eficiencia y rentabilidad para el productor, además de un impacto positivo en la seguridad alimentaria, tanto social como animal y ambiental», añade el director de Nascente. La sostenibilidad de SiloBio se basa en su funcionamiento con aire y electricidad. Por ello, su adopción tiene impactos tan significativos. El primero es su contribución a la reducción de la extracción de minerales y otros recursos naturales, actualmente utilizados a gran escala en la formulación de productos para satisfacer las demandas de la agroindustria. «Nuestro sistema captura el oxígeno del ambiente, lo concentra y lo transforma en ozono mediante electricidad (que en Brasil proviene de una matriz energética predominantemente limpia)», enfatiza Tuschi. Otro aspecto que merece la pena destacar es el ciclo del proceso: después de que el ozono desinfecta los granos, libera su tercer átomo y se convierte en oxígeno puro, regresando a la naturaleza. Es un proceso sin residuos. Esto evita el riesgo de contaminación del suelo y el agua y mejora la calidad de vida de los animales, que reciben una nutrición más limpia y equilibrada. |
Innovación para procesar miles de toneladas de granos.
El uso del ozono en el tratamiento de granos no es una novedad mundial. Por lo tanto, Tuschi considera importante desmitificar este punto. «El mundo ya trata diversos tipos de granos, cereales y semillas con esta tecnología. La innovación de NCT y Embrapa reside en la ingeniería del proceso», enfatiza.
Con SiloBio, hemos dado un paso adelante en la aplicación y escalabilidad de este tratamiento. Gracias a su versatilidad, el equipo puede procesar prácticamente cualquier grano. Sin embargo, nuestro enfoque inicial y toda la investigación básica se centraron en el maíz. Elegimos este grano para actuar en uno de los puntos más sensibles del mercado actual: la nutrición animal en granjas avícolas y porcinas. Paralelamente, ya contamos con avances prometedores con sorgo, soja y salvado procesado de cualquier grano. Una vez que la solución se consolide en la cadena de proteína animal, la expandiremos gradualmente a otros cultivos, comenta el director.
Según él, la perspectiva es práctica: el productor adopta lo que genera rentabilidad para el negocio. Las visitas de campo permitieron validar que SiloBio tiene el potencial de un retorno de la inversión (ROI) estimado en menos de dos años, basado en la optimización financiera mediante la reducción del uso de productos químicos complementarios y la mejora de la calidad de vida de los animales.
“Este análisis es muy importante para el mercado”, comenta Frederico Botelho , Subdirector de Transferencia de Tecnología de Embrapa Maíz y Sorgo. “Las tecnologías deben aportar valor al productor y demostrar una viabilidad económica comprobada. Esto aumenta el potencial de adopción en el mercado”, afirma.
La presentación de SiloBio se realizará durante la celebración del 50.º aniversario de Embrapa Maíz y Sorgo. Durante medio siglo, nuestra misión ha sido transformar la ciencia en soluciones reales para el campo. No podríamos celebrar esta fecha de una manera más significativa que presentando al mercado una innovación que redefine los estándares de seguridad y sostenibilidad en la agroindustria, destaca el subdirector.
Botelho enfatiza que el objetivo principal de la innovación es mejorar la sanidad de los granos, controlando hongos, degradando micotoxinas e inhibiendo plagas de almacenamiento sin dejar residuos. SiloBio responde a las demandas de la sociedad moderna de procesos más limpios, alineados con los conceptos de ESG (Ambiental, Social y de Gobernanza) y Una Salud. “Con esto, reafirma el compromiso de Embrapa con una agroindustria más productiva, más segura para el consumidor y respetuosa con el medio ambiente”, concluye.
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