Inspirado en las cercopoideas (o spittle bug en inglés), que en su estado larvario se cubren con espuma para protegerse de los rayos UV y depredadores, así como también ciertas especies de ranas protegen a sus renacuajos en nidos de espuma, el físico británico y productor de vid vinífera, George Klat, creó una solución para proteger cultivos de heladas y otras amenazas.
La idea, que bautizó como Frosco, es una espuma hecha en base a ingredientes derivados de plantas, que se utilizan comúnmente en la alimentación animal y consumo humano (y que no son peligrosos para las plantas), que le otorgan protección física y biológica a árboles frutales, y que además puede ser fácilmente lavada posterior a eventos climáticos.
Esta innovación, que comenzó con el apoyo del Molecular Engineering Hub del Imperial College de Londres, se asemeja al aspecto de una crema de afeitar. En el caso de Frosco, se trata de una fórmula similar con componentes orgánicos que le permite alcanzar el volumen que posteriormente brindará protección al árbol.
Consultado por Redagrícola, Klat indicó que la espuma que diseñó es suficientemente resistente para soportar diferentes ciclos de congelación.
“Lo que he observado con las plantas perennes leñosas, como los viñedos o los árboles frutales, es que la zona a proteger está elevada del suelo, por lo que es diferente a cuando se trata de proteger la planta en el suelo, donde se cuenta con la masa térmica de la tierra. La idea es poder generar este calor latente en la planta, y además controlar y contener esta energía”, detalla el británico, residente de Brighton, que ya ha probado este sistema en varios países de Europa con ensayos positivos durante el inicio de primavera.
Frosco cubriendo un árbol frutal.
UNA BARRERA PROTECTORA
“La espuma, a medida que la temperatura se acerca a cero, se vuelve más densa, se cristaliza, y comienza a liberar lentamente este calor latente. Debido a que la estructura de la espuma contiene miles de millones de diminutas burbujas de aire, la disipación del calor es muy lenta, por lo que el calor queda contenido dentro de la espuma. El punto crucial es que no es como una espuma acuosa normal, como la de la crema de afeitar o cualquier o como un jabón para lavavajillas”, explica Klat sobre la protección que entrega la espuma a la planta.
La ventaja de esta invención estaría en que utiliza los mismos principios que los sistemas de riego por aspersión, pero con una fracción del agua, que equivale aproximadamente a la misma cantidad de agua que se usa en diez minutos de riego por aspersión, mientras que los sistemas tradicionales requieren riego constante durante toda la noche, además de que necesitan las reservas de agua suficientes para funcionar.
Esta solución, que recubre los árboles antes de estos fenómenos meteorológicos, se puede aplicar con un pulverizador de mochila como si fuera una aplicación foliar, con un sistema montado en tractor desarrollado por Frosco, o con nuevos métodos de aplicación asistidos por robots, y se espera que pronto se pruebe en Chile.
Frosco aplicado en una hilera con un rociador especial, montado en un tractor.
LA CLAVE ESTÁ EN LA TERMODINÁMICA
Klat estudió física y ciencias naturales en la Universidad de Durham, pero finalmente lo suyo siempre fue la agricultura y la innovación en el campo.
Su experiencia en las ciencias lo llevó a repensar la idea de la espuma acuosa como aislante, algo con lo que se ha estado experimentando desde la década de 1950.
Señala que siempre se pensó como una manta aislante, algo que puede funcionar en cultivos en tierra, pero siempre se diseñó con la mayor cantidad de aire posible en la espuma, hasta un 99 %, como si fuera una manta de aire, ya que el agua -al ser conductora del calor-, era pensado como algo perjudicial para cuidar el calor durante heladas.
Finalmente, señala que “lo que hemos hecho es cambiar ese concepto, de modo que el agua se convierte en el mecanismo activo. Utilizamos el cambio de fase del agua (de líquido a sólido) como mecanismo activo. Por lo tanto, es esencial que la espuma contenga la cantidad adecuada de agua”, describe.
Por ello es que el diseño de esta espuma está pensado para contener entre un 10% y un 15% de agua.
“El agua es el material de cambio de fase en el producto. Posee mayor energía potencial molecular que cualquier otra sustancia conocida en el universo. Al congelarse, libera una gran cantidad de calor, mientras que en la estructura de espuma, el agua está unida a las estructuras moleculares autoensamblables que creamos. Así es como solemos concebir las moléculas, individualmente, pero si pensamos en algo como el ADN, vemos que también son moléculas, pero ensambladas en diferentes geometrías, formando hélices”, explica Klat.
Señala que la espuma se basa en los mismos principios, ya que las moléculas, al combinarse, pueden controlarse para formar diferentes estructuras, ya sean láminas, rollos o incluso hélices.
“Estas estructuras son las que mantienen el agua unida en la espuma de tal manera que, al comenzar a congelarse, toda el agua se congela al mismo ritmo. Se trata, por lo tanto, de un frente de congelación coherente, en lugar de que la superficie de la espuma se congele y luego se caliente gradualmente, o que el centro se caliente y luego se enfríe gradualmente”, comenta el brtánico.
La clave, como las leyes de la termodinámica, está en que entre la congelación y la espuma líquida, se almacena la temperatura, que es calor latente. Por lo tanto, no hay cambio en la temperatura térmica real. Así, la espuma en su interior se mantiene siempre a cero grados centígrados hasta que el frente de congelación desciende lentamente, de acuerdo al creador de Frosco.
“Esta interfaz, donde se libera la energía por calor latente, debido al cambio de fase, queda contenida, y su liberación es muy lenta”, complementa.
Estructura de la espuma a través de un microscopio.
HELADAS EXTREMAS EN CHILE
¿Cómo funcionaría esta espuma en Chile? En 2025, el 18 de agosto se registraron en la zona centro sur crudas heladas que incluso superaron las 10 horas de duración con temperaturas bajó 0°C.
Consultado por Redagrícola, Klat señaló que ha probado la espuma en escenarios de hasta -20°C y ha funcionado sin problemas. La diferencia está en la intensidad y la duración de la temperatura, donde la espuma se puede ajustar.
El único factor limitante para su rendimiento, es que se necesitaría más agua para que dure 12 horas. Señala que recientemente un agricultor en Hungría probó la espuma a -5,5 °C durante nueve horas, y para ello necesitó unos 10 centímetros de diámetro de espuma, por lo que se podría pensar como una pared que necesita dos manos de pintura.
“Esto es posible porque el aire dentro de la espuma es muy pegajoso cuando tiene la consistencia adecuada. Tiene una ligera carga positiva, es ligeramente alcalina y se adhiere a la carga negativa del agua. Es una ligera interacción electrostática que, además, es muy adherente. El factor limitante es aplicar suficiente espuma a la planta, pero una vez aplicada y congelada, se puede aplicar más”, detalla.
En el caso de requerir una segunda mano, una vez congeladala primera, esta nueva aplicación se adhiere y se sella, convirtiéndose en hielo cristalino, por lo que se puede aplicar más espuma. “Si va a durar más de seis o siete horas, entonces podría ser necesario aplicarla a las cinco de la mañana o en algún otro momento”, explica Klat, para reforzar la aplicación en casos extremos.
