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Finalista 2023
Brasil
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#Medioambiente

Jóvenes transforman plantas acuáticas en biogás y fertilizantes de bajo costo

Para resolver problemas ambientales, económicos y de salud en su propia comunidad, estudiantes ponen en práctica conocimientos de ciencias y matemáticas.

Profesor(a)

Foto de Geovane Santos Muniz
Geovane Santos Muniz

Escuelas

Centro Professor Sabino Barros – Anexo I – Jacaré

Nombre del proyecto

Produção de biogás e biofertilizante: alternativa sustentável na comunidade

Áreas STEM

Ciencias, Tecnología

Otras áreas de conocimiento

Educación Ambiental

Jóvenes de la ciudad de Penalva, en Brasil, observaron que el exceso de la planta jacinto de agua en los lagos de la región dificulta la navegación de los pescadores. Por otro lado, vieron que parte de la comunidad utiliza cocinas a leña; una alternativa más económica al gas para cocinar, pero que genera problemas respiratorios y ambientales por el humo y la extracción de leña. Para resolver ambos desafíos locales, el grupo descubrió, en el aula, cómo transformar el jacinto de agua en una opción de combustible más sostenible. La innovación alcanzó el segundo lugar en Solve for Tomorrow en el país, en 2023.

El proyecto “Producción de Biogás y Biofertilizantes” fue creado por cinco estudiantes de 1er año de secundaria (el antepenúltimo año de la enseñanza obligatoria), y el profesor de biología Geovane Muniz fue el mediador. El equipo forma parte del Centro Profesor Sabino Barros, el cual está ubicado en la comunidad de Jacaré, a 18 kilómetros del centro de Penalva. La ciudad está ubicada a orillas del lago Cajari, en Maranhão, un estado del noreste de Brasil. Las familias de la zona rural del municipio viven principalmente de la pesca, la producción de hortalizas y programas de asistencia social.

El punto de partida fue una asignatura optativa denominada “Innovación y sostenibilidad: impulsando el futuro”, que tiene como objetivo fomentar la conciencia ambiental y política e incentivar la creación de soluciones innovadoras con impacto social. Durante las clases, el equipo probó mezclar jacinto de agua triturado con estiércol de vaca, heces de pollo y caldo de yuca. La idea es que la fermentación de la planta con bacterias anaeróbicas (no necesitan oxígeno para crecer) produzca gas metano, un biogás que puede usarse para encender estufas de cocina.

La lección que les dejó a los estudiantes es que, si no practicas, no lo conviertes en una rutina, no puedes aprender. Son los errores del día a día los que te ayudarán a hacer las cosas bien, dice Muniz.

Destaca que la conexión entre las áreas STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas) fue fundamental para el avance del proyecto. “Siempre he trabajado con interdisciplinariedad. Las matemáticas contribuyeron mucho a nuestro trabajo y a la biología misma. La química fue el principal combustible de este proyecto, sin olvidar la física y la lengua portuguesa. Estas materias nos dieron apoyo, aunque al principio no era exactamente la metodología STEM”, dice el educador.

Testeos y descubrimientos

Con pruebas prácticas, errores y aciertos en la cantidad de materiales, el equipo llegó a un prototipo más funcional: un biodigestor alternativo, casero, de bajo costo y 100% reciclado. Consta de dos bombonas de 20 litros, mangueras y una válvula para bombona de gas convencional. Todos estos materiales se adquirieron en la propia comunidad, de forma sencilla y casi sin coste alguno. Si se reprodujera el experimento, el costo sería de aproximadamente 40 reales [cerca de 7 dólares estadounidenses] por las mangueras y el registro.

Aunque todavía no es completamente seguro para un uso a gran escala, el prototipo genera 18 litros de gas por cada 20 litros de biomasa. “Un cilindro de gas cuesta alrededor de 120 reales [cerca de 22 dólares estadounidenses]. Este valor pesa mucho sobre las comunidades que viven de programas sociales y ganan menos del salario mínimo. Entonces sería un ahorro enorme”, destaca.

Prototipo también generó biofertilizante

Los jóvenes descubrieron que, una vez producido el gas, lo que queda es un material orgánico llamado digestato, que aún puede reutilizarse como fertilizante. El equipo realizó pruebas con vegetales disponibles en la comunidad y obtuvo buenos resultados. En esta etapa utilizaron cilantro, debido al rápido crecimiento de la especie. En 15 días se pudo observar un mayor desarrollo de las plantas que recibieron el biofertilizante elaborado a base de jacinto de agua, en comparación con las que no lo recibieron. “El biofertilizante resultó muy rico para ser utilizado en hortalizas cultivadas por vecinos de la comunidad, con bajo costo y producción casera. Es un beneficio adicional para los clientes del proyecto”, informa el profesor.

Proyectos que motivan al colegio y a toda la comunidad

Para él, el mayor premio es el reconocimiento de la propia comunidad de Jacaré. “Hubo mucha divulgación, muy buena difusión y hasta el día de hoy hay un impacto en que seamos finalistas. Estamos creciendo, la escuela está ganando notoriedad, profesores y estudiantes han ganado más reconocimiento”, afirma.

Cuando el equipo regresó de la ceremonia de premiación, fueron recibidos con dos días de celebración en la comunidad. Ahora, los nuevos estudiantes que llegan al Centro Professor Sabino Barros ya esperan sumarse a proyectos científicos. “Quienes participaron en el proyecto ahora son vistos como estudiantes de referencia, aunque sean de escuelas públicas. Recibimos reconocimiento de la red estatal y fuimos premiados a nivel regional. La comunidad ha visto la escuela con otros ojos y esto es un gran cambio”, agrega Muñiz.

¡Enfócate en la práctica!

Consulta las recomendaciones del profesor sobre cómo utilizar el jacinto de agua para producir biogás y biofertilizantes.

Empatía

Al observar la problemática en la propia región, los estudiantes del Centro Professor Sabino Barros encontraron un exceso de jacinto de agua que dificultaba la navegación por ríos y lagos de Penalva. También señalaron los problemas ambientales y de salud que derivan de la extracción de leña para quemarla en las cocinas.. Conscientes de las dificultades económicas de la mayoría de las familias, decidieron transformar estos problemas en una solución de bajo costo.

Definición

Con estudios enfocados en ciencias como Biología, Química, Física y Matemáticas, el equipo tuvo la idea de producir biogás a partir de jacinto de agua triturado, heces de animales y caldo de yuca. La idea es que este gas sea una alternativa más económica y menos contaminante para cocinar todos los días.

Ideación

El proyecto comenzó con materiales obtenidos de la propia comunidad, como botellas PET, estiércol de vaca y pollo, tubos y globos. La descomposición de la biomasa generó gas metano. A través de prueba y error, el equipo mejoró sus estudios y logró medir la cantidad necesaria de jacinto de agua triturada para generar la cantidad ideal de biogás.

Prototipo

Con base en los primeros resultados y la mentoría de Solve for Tomorrow, el equipo llegó a un prototipo más funcional: un biodigestor casero, elaborado 100% con material reciclado, con dos botellas PET de 20 litros y una válvula de cilindro de gas convencional.

Testeo

El resultado alcanzó 18 litros de gas metano por cada 20 litros de biomasa. Tras la producción de biogás, la materia orgánica se transformó en biofertilizante. Las pruebas realizadas con cilantro demostraron que, al cabo de 15 días, las plantas fertilizadas con esta masa se desarrollaban mejor. Por segundo año, el objetivo es aumentar la seguridad del prototipo hasta que pueda replicarse a gran escala para la comunidad.

#Calendario

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