Hallazgos preliminares de investigación de ECHO 

Este artículo resume el trabajo que se está haciendo en ECHO, en Florida, dirigido a desarrollar un método para que pequeños productores y bancos de semillas comunitarios elaboren su propio desecante para secar y conservar semillas. Los tres requisitos principales son arcilla, ceniza de madera y una forma de calentar las perlas (cuentas, mini-esferas, bolitas). La ceniza de madera es un subproducto común de las cocinas de leña, y la arcilla puede obtenerse del suelo arcilloso que se encuentra en muchas partes del mundo. El calentamiento puede hacerse con una fragua utilizada por herreros locales.

Introducción 

Un desecante es un agente secante higroscópico. Las sustancias higroscópicas absorben y retienen la humedad del aire. Existen muchos tipos de desecantes, como los tamices moleculares, la alúmina activada, el carbón activado, la bentonita, el sulfato cálcico, la arcilla montmorillonita, el cloruro cálcico, la zeolita y el gel de sílice (Cohen, 2000; SorbentSystems, 2022; Figura 15). Los desecantes tienen muchas funciones cotidianas, desde absorber la humedad de una habitación húmeda de su casa, mantener secos los aparatos electrónicos, hasta secar semillas recién cosechadas para su almacenamiento a largo plazo.

Desecantes para secar semillas a fin de conservarlas 

Existen muchos métodos para secar semillas. Algunos ejemplos incluyen colgar las semillas de los árboles, secarlas al sol, utilizar desecantes, utilizar secadoras locales sencillas, secar las semillas en lonas, secar las semillas en mesas de curado y utilizar ceniza de madera (Chua y Chou, 2003). Los métodos utilizados para secar semillas han evolucionado con el tiempo gracias a los conocimientos autóctonos y a los avances de las tecnologías agrícolas (Matsa y Mukoni, 2013; Shaila y Begum, 2021). Ahora sabemos que el proceso de secado de las semillas es vital para su emergencia y la productividad del cultivo (Harrington, 1959; Saipari et al., 1998). Por esta razón, muchos bancos de semillas y horticultores domésticos utilizan desecantes como el gel de sílice o la zeolita (perlas de secado) para absorber la humedad de las semillas recién cosechadas y reducir la humedad en los recipientes de almacenamiento. La capacidad de secado varía entre los desecantes y depende de la proporción de semillas a desecante en el envase. Colocados en recipientes herméticos, los desecantes por lo general pueden secar las semillas hasta un contenido de humedad del 10% o menos.

¿Por qué no sólo comprar desecantes?

Los desecantes como el gel de sílice y la zeolita son eficaces para eliminar la humedad de las semillas y reducir las fluctuaciones en su contenido de humedad a través del tiempo. Sin embargo, estos productos no son fáciles de obtener en entornos con pocos recursos. Para un pequeño productor o para los bancos de semillas de una comunidad rural podría ser difícil comprar y enviar el desecante desde otra región o país. Algunos materiales, como el arroz o la sal, están más disponibles, pero tienen usos domésticos que compiten entre sí. Un producto que los mismos productores puedan fabricar resuelve los problemas de costo y disponibilidad.

Cómo un desecante hecho localmente puede complementar las prácticas tradicionales 

Muchos pequeños productores utilizan contenedores como bolsas de arpillera, recipientes de barro, vasijas de arcilla, estructuras de bambú, cubos de madera, estructuras subterráneas y bolsas tejidas colgadas cerca de las cocinas o de los árboles para almacenar semillas (Wright y Tyler, 1994). Estos recipientes han sido utilizados por los productores durante generaciones y son fáciles de conseguir. Estos recipientes difieren en su porosidad. Algunos, como las bolsas de arpillera o los sacos de sisal, tienen agujeros grandes y no son herméticos. En condiciones cálidas y húmedas, las semillas guardadas en recipientes porosos son vulnerables al moho, lo que resulta en una disminución de su viabilidad y un aumento del riesgo de contaminación por aflatoxinas (Bankole et al., 2004). Con el almacenamiento abierto tradicional, se ha visto que los niveles de humedad de las semillas fluctúan entre un 2% y un 3% durante un período  de almacenamiento de 12 meses (Rickman y Aquino, 2004). Otros recipientes tradicionales son menos porosos o pueden modificarse para excluir el aire húmedo con mayor eficacia. Las vasijas de barro a menudo se hacen con una tapa que puede sellarse con barro o arcilla. Las macetas y los contenedores también pueden forrarse con plástico. Otros ejemplos de recipientes menos porosos o no porosos son las latas, las botellas de plástico o vidrio y las bolsas de polietileno. 

Las semillas permanecen viables por períodos más extensos en recipientes herméticos que en los que tienen agujeros grandes. En Etiopía, por ejemplo, el porcentaje de germinación de las semillas de Oxytenanthera abyssinica (una especie de bambú) tras 12 meses de almacenamiento fue del 70% o mayor con latas y botellas de vidrio, pero solo del 7% con sacos de sisal (Ayana et al., 2012). En su trabajo con frijolitos verdes (Phaseolus vulgaris), Khalequzzaman et al. (2012) descubrieron que la incidencia de hongos de almacenamiento de semillas (Fusarium oxysporum) era menor en las semillas conservadas en latas que en sacos de arpillera. Recuerde que las semillas colocadas en un recipiente sellado para empezar deben estar secas para evitar que la humedad quede atrapada en el recipiente.

El desecante colocado en recipientes abiertos se saturará de humedad con rapidez en condiciones húmedas. Un desecante secará las semillas más rápidamente y las mantendrá secas durante más tiempo si se coloca en un recipiente cerrado lo más hermético posible. Las perlas de arcilla con las que ECHO ha estado trabajando pueden agregarse fácilmente a vasijas de barro, latas y botellas de vidrio o plástico (Figura 16). Algunos recipientes cerrados no sellan perfectamente. Hasta los frascos de vidrio no son completamente herméticos si las tapas no sellan bien. En estos casos, mantener un poco de desecante con las semillas, en sus recipientes de almacenamiento, ayudará a mantenerlas secas. Si se utilizan recipientes que sellan bien al cerrarlos, el productor puede: 1) utilizar el desecante para secar las semillas al principio y sacarlo después, o 2) conservar el desecante con las semillas si va a tener que abrir el recipiente de vez en cuando para acceder a ellas.

¿Cómo hacemos perlas de arcilla?

Comenzamos extrayendo la arcilla de un suelo que, para empezar, contenga mucha arcilla. Las perlas se mantendrán mejor unidas si la arcilla está libre de otras partículas, como arena. Luego combinamos la arcilla, ceniza de madera y agua para formar pequeñas bolas de arcilla. Las perlas resultantes se calientan hasta que brillan con un color rojo o naranja, lo que ocurre a una temperatura de 600 a 800°C. Este proceso de calentamiento se conoce como calcinación, por el cual se transforma el carbonato de calcio en óxido de calcio, lo que dota a las bolas de arcilla (Figura 17) su propiedad absorbente. Hemos encontrado que una forja (Figura 18) típica de las utilizadas por los herreros puede calendar las perlas a temperaturas superiores a 600°C. El video arriba mencionado muestras cómo calentamos las perlas colocadas en un cuenco de acero inoxidable,6 con el cuenco cubierto (por un segundo cuenco de acero inoxidable de igual tamaño; esto evita que los desechos contaminen las perlas) y rodeado de carbón. La seguridad es un aspecto importante del proceso de calentamiento. Utilice pinzas y no toque las perlas hasta que se hayan enfriado. La siguiente sección sobre pruebas internas contiene información sobre cuánta ceniza de madera mezclar con la arcilla.

Pruebas internas de eficacia 

Hemos estado haciendo experimentos con perlas de arcilla para validar su eficacia. Hemos estado trabajando para identificar la formulación óptima, la temperatura y el tiempo de calentamiento óptimos, y la forma y el diseño óptimos. Los ensayos iniciales comenzaron en enero de 2023 y siguen en curso. Ha habido varias versiones de perlas de arcilla con diversas capacidades de desempeño (Figura 19).

Las perlas del tercer lote de la Figura 19, hechas con una proporción 1:1 de arcilla y ceniza de madera, se probaron para determinar si las perlas de arcilla podían reutilizarse calentándolas a baja temperatura durante un corto periodo de tiempo sin reducir su desempeño previo. Las perlas se colocaron en tarros con semillas de caupí (Vigna unguiculata) durante 24 horas. Pasadas las 24 horas, medimos el contenido de humedad de las semillas de caupí y calentamos las perlas de arcilla a 120 °C durante 10 minutos para eliminar la humedad. Después, colocamos las perlas recalentadas en un tarro con un nuevo conjunto de semillas de caupí y repetimos la prueba cinco veces con muestras duplicadas.  Cada conjunto de semillas de caupí tenía un contenido de humedad inicial del 12 al 15%. La tabla 4 muestra los resultados de las cinco pruebas. Los valores negativos indican el porcentaje de humedad perdido por las semillas, mientras que los valores positivos indican el porcentaje de humedad ganado.

Sin desecante, el contenido de humedad de las semillas de caupí cambió poco cada vez. Observamos las pérdidas de humedad más altas (valores negativos) con las perlas de secado de zeolita Drying Beads®; sin embargo, las perlas de arcilla eliminaron con eficacia la humedad de las semillas de caupí tras ser utilizadas al menos cinco veces.   

Conclusión

Las cuentas de arcilla son muy baratas de hacer. La arcilla y las cenizas de madera ya existen en muchas fincas y no costarían prácticamente nada, salvo el tiempo necesario para recogerlas y eliminar las impurezas de la arcilla. Las perlas funcionan en un ambiente de alta humedad, absorben la humedad del aire y reducen el contenido de humedad de las semillas. El factor que más limita la elaboración de las perlas de arcilla es quizá el medio para calentarlas. El calentamiento inicial lo podrían hacer con herreros locales o fraguas caseras. Nuestras pruebas indican que las perlas de arcilla se pueden reutilizar un mínimo de cinco veces y siguen manteniendo su eficacia. Esto puede significar que un productor podría utilizar las perlas durante varios años antes de tener que desecharlas. Se pueden reactivar exponiéndolas a entre 120°C y 200°C durante 8 a 10 minutos. Sin embargo, subsisten algunas preguntas:

• ¿Qué tan importante es la fuente de la ceniza de madera?
• ¿En qué medida afectan las diferencias en los suelos arcillosos a la estabilidad y el desempeño de estas perlas? 
• ¿Hasta dónde pueden reutilizarse las perlas si llegan a un punto en el que ya no pueden absorber la humedad antes de ser recalentadas?
• Durante el proceso de calentamiento, ¿cuánto tiempo debe continuar el calentamiento una vez que las perlas de arcilla brillan de color naranja o rojo? Nuestros mejores resultados han sido con perlas calentadas durante 20 minutos una vez que la temperatura supera los 800°C. El tiempo total del proceso usualmente es de 30 minutos.
• ¿Existe alguna otra forma de calentar las perlas inicialmente que no sea con una fragua? Entre las opciones a considerar se encuentran las estufas cohete (rocket stove)  o las parrillas. Trate de encontrar un método que le permita alcanzar una temperatura lo suficientemente alta para la calcinación con el menor combustible posible (p. ej., madera, carbón vegetal). 

Como con cualquier innovación, le animamos a experimentar con materiales locales para encontrar un producto reproducible y adecuado a su contexto. Comparta con nosotros su experiencia con éste u otros métodos de secado de semillas.

Referencias