La subvención $25M impulsa el lanzamiento de un nuevo centro en NCSU centrado en fosfatos

por Rick Smith

La Universidad Estatal de Carolina del Norte liderará un esfuerzo de investigación nacional para reducir tanto la dependencia de los fosfatos extraídos como la cantidad de fósforo que se filtra al suelo y al agua, anunció hoy la Fundación Nacional de Ciencias. La investigación se centrará en cuestiones relevantes tanto para la seguridad alimentaria como para la calidad ambiental.

El Centro de ciencia y tecnología de NSF: ciencia y tecnologías para la sostenibilidad del fósforo (STEPS) – tendrá su sede en el Centennial Campus de NC State. Es un esfuerzo conjunto entre NC State y ocho instituciones asociadas. El centro está financiado por una subvención inicial de cinco años de $25 millones que es renovable por cinco años más.

La sostenibilidad del fósforo es un problema social importante y urgente. El fósforo, un elemento químico esencial, desempeña un papel fundamental en los fertilizantes utilizados en los sistemas alimentarios. Pero hay problemas con el suministro (la industria depende de fosfatos extraídos y no renovables que pronto podrían agotarse), así como ineficiencias del sistema y efectos posteriores sobre el medio ambiente.

"NC State está bien posicionada para producir soluciones efectivas a los desafíos sociales que requieren importante trabajo interdisciplinario e innovación, y nos complace liderar este esfuerzo crucial", dijo el canciller de NC State, Randy Woodson. "STEPS tiene objetivos ambiciosos que tienen el potencial de marcar una enorme diferencia en la sostenibilidad del fósforo".

Esos ambiciosos objetivos incluyen facilitar una reducción de 25% en la dependencia humana de los fosfatos extraídos y una reducción de 25% en las pérdidas de fósforo en suelos y recursos hídricos en un plazo de 25 años, lo que conducirá a una mayor resiliencia de los sistemas alimentarios y a una reducción del daño ambiental.

Jacob Jones, director del centro y profesor de ciencia e ingeniería de materiales en NC State. (foto de NCSU)

Los sistemas actuales de producción de alimentos dependen en gran medida de los fertilizantes con fósforo, la mayoría de los cuales provienen de depósitos de fosfato no renovables extraídos fuera de los Estados Unidos. Una vez en el sistema alimentario, sólo 20% del fósforo ingresado finalmente se incorpora a la dieta humana debido a múltiples pérdidas e ineficiencias del sistema. El fósforo “perdido” se acumula en suelos y fuentes de agua dulce.

"La proliferación de algas impulsada por el fósforo perjudica el agua potable y la vida marina, y el creciente flujo de fósforo a los océanos también conduce a una expansión de las zonas costeras muertas", dijo Ross Sozzani, profesor de biología vegetal y microbiana en NC State y centro co -subdirector. "Sin intervención, los problemas ambientales, económicos y de sostenibilidad relacionados con el fósforo aumentarán a medida que la población humana del mundo crezca en otros 2 mil millones de personas para 2050".

"STEPS desarrolla materiales, tecnologías y mejores prácticas de gestión para recuperar, reciclar y reutilizar el fósforo", dijo Jacob Jones, director del centro y profesor de ciencia e ingeniería de materiales en NC State. “Reciclar y reutilizar fósforo significa desarrollar tecnologías y métodos para capturar el fósforo “perdido” en suelos y aguas superficiales –así como en desechos animales y humanos– y luego reutilizar ese fósforo reciclado en fertilizantes”.

“El establecimiento de STEPS es verdaderamente un hito”, afirmó Jim Elser, profesor Bierman de Ecología en la Universidad de Montana y coinvestigador principal del proyecto. “A nivel mundial, la pérdida de fósforo provocada por la agricultura es ahora el principal factor del deterioro de la calidad del agua en lagos y ríos. Sin embargo, el uso extensivo de fertilizantes fosfóricos seguirá siendo esencial para lograr la seguridad alimentaria en las próximas décadas. La cuadratura de ese círculo es el “problema perverso” que STEPS trabajará para resolver. Este es realmente un desarrollo emocionante que trasladará el centro de gravedad del movimiento global de sostenibilidad del fósforo a los Estados Unidos con el equipo STEPS a la cabeza”.

STEPS será un centro interdisciplinario que integrará contribuciones de las ciencias físicas, de la vida, sociales y económicas.

La sede del centro se ubicará en el nuevo Edificio de Ciencias Vegetales, sede de la universidad Iniciativa de ciencias vegetales, en el campus centenario de NC State. Los investigadores recurrirán a una amplia variedad de disciplinas académicas (que van desde ingeniería agrícola, ingeniería biomolecular y química, y ciencia de materiales hasta química, ciencias de cultivos, economía y sociología) para desarrollar materiales y tecnologías que puedan implementarse a escala humana teniendo en cuenta las necesidades regionales. y cuestiones globales.

"El Edificio de Ciencias Vegetales de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, el futuro hogar de la Iniciativa de Ciencias Vegetales de Carolina del Norte, tiene un diseño diferente", dijo Richard Linton, decano de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida de Carolina del Norte. “Fue construido específicamente para apoyar a equipos científicos interdisciplinarios de diferentes universidades, trabajando en proyectos para abordar grandes desafíos. No podría pensar en una mejor sede para STEPS. Esperamos avanzar juntos en soluciones agrícolas”.

STEPS también incorporará un experimento de prueba de campo de fósforo de más de 50 años en la Estación de Investigación Tidewater en Plymouth, Carolina del Norte. En este experimento, se han aplicado diferentes cantidades de fósforo a cultivos para estudiar factores como la resiliencia a la deficiencia de fósforo, así como cómo el fósforo ya El fósforo restante en el suelo (el llamado fósforo heredado) aún puede contribuir como nutriente para las plantas.

STEPS también aprovechará las contribuciones disciplinarias como la ciencia en equipo y la ciencia de datos, al tiempo que aprovechará la experiencia de los socios de la industria para ayudar a guiar el trabajo del centro. Estos socios incluyen partes interesadas en la agroindustria, el tratamiento municipal de agua y aguas residuales, los servicios de extensión agrícola y otros.

"Al reunir todas las perspectivas al principio y durante todo el proceso de investigación, mejoramos el impacto de los materiales y tecnologías que desarrollamos para su adopción", dijo Sozzani.

STEPS también tiene un fuerte objetivo de inclusión. STEPS fomentará el progreso hacia una meta de participación de más de 50% por parte de miembros de grupos minoritarios subrepresentados, incluida más de la participación de pre-bachillerato de 50% para ampliar y desarrollar aún más el canal STEM. Para garantizar que se logre este objetivo, STEPS utilizará enfoques teóricos probados para garantizar que todos sus participantes, especialmente aquellos de grupos subrepresentados en ciencia y tecnología, incluidas mujeres, minorías y personas con discapacidades, tengan experiencias en STEPS que conduzcan a su retención y carrera. progresión.

"Este fuerte compromiso con la inclusión y la diversidad es un testimonio de asociaciones beneficiosas con organizaciones e instituciones que nos permiten reclutar participantes talentosos y al mismo tiempo fortalecer nuevas colaboraciones de investigación", dijo Louis Martin-Vega, decano de la Facultad de Ingeniería de NC State. "La diversidad de pensamiento, cultura, experiencia y enfoque hacia la resolución de problemas es realmente necesaria para abordar un problema social que ninguna disciplina o grupo puede resolver por sí solo".

"El equipo STEPS reconoce el impacto que los diversos orígenes aportan a la solución de problemas sociales clave", dijo Sherine O. Obare, decana de la Escuela Conjunta de Nanociencia y Nanoingeniería de la Universidad Estatal A&T de Carolina del Norte y la UNC Greensboro y co-investigadora principal del proyecto. “Para ofrecer soluciones que impacten a personas de todos los orígenes es necesario que abordemos el problema utilizando diferentes perspectivas que beneficien a comunidades más amplias. Nuestro objetivo es ampliar la participación y crear un entorno en el que aprovecharemos la capacidad intelectual de personas de diversos grupos para descubrir nuevos conocimientos en sostenibilidad y encontrar soluciones transformadoras”.

STEPS atraerá al público de varias maneras, ofreciendo una nueva serie de cursos de educación continua y un certificado de educación continua.

Las instituciones asociadas a STEPS incluyen la Universidad Estatal de Arizona, la Universidad Estatal de los Apalaches, la Escuela Conjunta de Nanociencia e Ingeniería de la Universidad Estatal Técnica y Agrícola de Carolina del Norte y la Universidad de Carolina del Norte Greensboro, el Instituto de Ciencias Agrícolas y Alimentarias de la Universidad de Florida, la Universidad Marquette, RTI. Internacional y la Universidad de Illinois.

Paul Westerhoff, profesor de ingeniería ambiental en el estado de Arizona, se desempeñará como codirector adjunto del centro.

NC State actualmente lidera un Centro de Investigación de Ingeniería NSF activo llamado ASSIST, que desarrolla sensores y dispositivos de monitoreo de salud autoalimentados. El FREEDM Systems Center, un NSF ERC de red inteligente formado en 2008, también tiene su sede en NC State.

(C) NCSU

Fuente original: WRAL TechWire