permite producir combustible, piensos y alimentos
JUN 2020
Una empresa californiana trabaja con algas gigantes para generar energía en los océanosDesde el puerto de San Pedro en Los Ángeles, el ferry Catalina Express demora una hora en llegar a Catalina Island, a unos 35 kilómetros de la costa sur de California. Con playas de arena inmaculada, palmeras exuberantes y un brillante mar azul, de abundante vida marina, es un refugio soñado de la naturaleza, que alguna vez eligió Marilyn Monroe para instalarse.
La familia Wrigley es su propietaria por legado de William Wrigley, Jr., quien en 1919 adquirió la mayor parte de los derechos de la isla y la convirtió en el destino turístico actual. Los Wrigley administran gran parte de la isla, cuyo interior permanece silvestre en casi un 90% bajo el control de Catalina Island Conservancy.
Hoy sus aguas cristalinas albergan un experimento científico revolucionario: Marine BioEnergy, junto a un equipo de investigación del Instituto Wrigley, con fondos para proyectos de investigación avanzada, del Departamento de Energía de EEUU, se propone desarrollar una forma eficiente de cultivar algas.
Se trata del aprovechamiento de un alga gigante (Macrocystis pyrifera o kelp) conocida por su tamaño como ‘la secoya del mar’, que es uno de los productores de biomasa de más rápido crecimiento. El vegetal marino no requiere tierra, agua dulce ni fertilizantes y puede crecer hasta 60 cms. por día.
Pero las algas gigantes normalmente necesitan alojarse en el lecho marino, a unos 10 a 20 metros de profundidad y recibir nutrientes que están disponibles en aguas profundas o cerca de la costa, pero no en la superficie del océano abierto. Allí no crecen de forma natural.
Por su parte, las aguas costeras presentan dos problemas: competencia de uso (albergan otras especies y utilización para turismo y pesca artesanal) e insuficiente espacio (si se pretende producir volúmenes eficientes y rentables).
El problema era que los dos elementos principales que requieren las algas para su desarrollo: luz solar y nutrientes, están separados espacialmente en el océano abierto. Los nutrientes están a una profundidad donde la luz solar es insuficiente y en la superficie hay luz solar pero el lecho donde nutrirse está en las profundidades.
La propuesta innovadora de Marine BioEnergy permite utilizar el océano abierto, un espacio inmenso y disponible para recolectar energía solar, estableciendo granjas de macroalgas sobre la base de un mecanismo que lleva a las algas marinas hacia la superficie durante el día y luego las retorna a 80 metros de profundidad por la noche para sumergirlas en aguas más ricas en nutrientes.
El prototipo patentado para hacer crecer las macro algas en el océano abierto se asemeja a una serie de parrillas remolcadas por drones submarinos de bajo costo, que las mantendrán cerca de la superficie durante el día para reunir la luz solar y hacer su fotosíntesis y sumergirlas durante la noche, para absorber los nutrientes necesarios.
Ante tormentas u otro tipo de alteración en la superficie, los drones serán programados para trasladarse o dirigirse a más profundas. Y cada tres meses, trasladarán las granjas a lugares predeterminados para su recolección.
Marine BioEnergy, fundada por el matrimonio de Brian y Cindy Wilcox, propone un sistema económico para proporcionar una fijación y acceso a los nutrientes, lo que permite cultivar algas en extensos espacios del océano abierto. Para la empresa, las ventajas de su desarrollo es que no compite con la producción de alimentos por tierras agrícolas ni usa agua dulce, pesticidas o fertilizantes artificiales.
Asimismo es sostenible ya que continúa creciendo durante todo el año, especialmente si hay suficientes nutrientes disponibles, y la cosecha no es destructiva, por lo que las granjas pueden ser productivas durante años sin ser replantadas.
El kelp es relativamente fácil de procesar en biocombustibles incorporados porque no tiene lignina y poca celulosa. Se trata de uno de los productores primarios de más rápido crecimiento, posee una eficiencia fotosintética mucho mayor que la producción de plantas terrestres y almacena más de 1 vatio/m2 de luz solar como energía química.
Wilcox, ingeniero de la NASA con más de 35 años de experiencia en el diseño y construcción de robots para entornos extremos, heredó de su padre el interés por convertir algas gigantes en un biocombustible comercial, pero para avanzar en el proyecto necesitaba la ayuda de una instalación de investigación con expertos en biología marina y acceso al océano abierto. Y se vinculó al Instituto Wrigley de la USC y con su Directora Asociada de Proyectos Especiales, bióloga marina Diane Kim.
Los investigadores buscan desafiar a la industria petrolera, cultivando toneladas de algas gigantes, para usarlas como fuente de combustible renovable.
El Océano Pacífico frente a la costa oeste de EEUU representa una inmensa superficie de captación solar que podría representar la primera región de despliegue de sistemas agrícolas marinos. La capacidad del kelp para producir biomasa durante todo el año, por su rápido crecimiento podría proporcionar una solución transformadora a la necesidad de millones de toneladas de materia prima requerida.
Los biocombustibles cuestionados
Pero el enfoque innovador en cuanto a la producción de algas, tropieza con algunas dificultades al centrarse en la producción de biocombustibles. Por una parte, el derrumbe de los precios del petróleo y el importante descenso de los costos de producir energía eólica o solar, dificultan la competitividad de los biocombustibles.
Y por otra, como señala Mark Z. Jacobson, profesor de ingeniería ambiental en la Universidad de Stanford y director de su programa de atmósfera y energía: “Los biocombustibles se queman como la gasolina y los combustibles diesel, y la combustión crea contaminación del aire que mata y daña a las personas”.
Para Jacobson, que ha desarrollado modelos informáticos para estudiar los efectos de los combustibles fósiles y la quema de biomasa en la contaminación del aire y el clima que “esas emisiones sean ligeramente menores o mayores que las de los combustibles fósiles es irrelevante, ya que siempre son mucho mayores que las de los vehículos eléctricos, que eliminan el 100% de las emisiones del tubo de escape”.
Otro elemento que pone en cuestión el objetivo de Marine Energy es que los paneles solares fotovoltaicos son 20% eficientes, muy por encima de la eficiencia de la fotosíntesis, por lo que requieren mucha menos superficie para producir la misma energía.
Diane Kim reconoce que las granjas de algas no son una panacea para los problemas energéticos del Planeta, pero defiende el proyecto al que considera “un paso en la dirección correcta”, considerando que la infraestructura para la producción y distribución de biocombustibles ya está instalada: “En comparación con desenterrar materias que tomaron millones de años en formarse, nos estamos acercando mucho más a una fuente de energía neutral en carbono”.
Es cierto que alrededor del 5% del uso total de energía en EEUU proviene actualmente de biomasas del maíz y la madera y que esa tendencia va en aumento. En ambos casos, su producción implica mucha tierra, fertilizantes y agua dulce, con los consiguientes problemas de contaminación y competencia de recursos.
La producción de algas vendría a mejorar esas condiciones, ya que no necesitan ninguno de esos recursos y permitirían aprovechar el vasto potencial del océano abierto. Pero no parece que sean la respuesta a la transición energética que el Planeta está requiriendo.
No necesitamos hacer sobrevivir las infraestructuras levantadas para los combustibles fósiles sino hacer un giro copernicano sobre nuestro modelo energético y producir una energía absolutamente limpia.
Algas como fuente de alimento
Pero la innovación de Marine Energy puede ser revolucionaria si se aplicara a la producción de algas con destino al consumo humano y a piensos de animales. Varios países, en especial en Asia, han cultivado a lo largo del tiempo, algas marinas con destino alimentario pero en menor escala.
El objetivo de alimentar a 10.000 millones de personas en 2050 sin dañar el medio ambiente, es decir en términos sostenibles para el Planeta y accesibles para todos –tal como plantea Naciones Unidas– es posible (Ver Más Azul n°5 feb.20), pero solo puede ser alcanzado si se realizan cambios radicales en dos direcciones simultáneas: establecer dietas saludables y lograr una producción sostenible de alimentos.
Las granjas de algas gigantes en mar abierto pueden ser una extraordinaria solución en ambas direcciones. Hoy la industria de algas marinas produce por valor de u$s 5.500 a 6.000 millones, el 80% en productos alimenticios para consumo humano y el resto en fertilizantes y aditivos para piensos animales.
La industria genera unas 8.000 millones de toneladas de algas húmedas al año, tanto silvestres como cultivadas. En los últimos años el sector de cultivo está creciendo rápidamente porque la demanda supera la oferta disponible. La actividad de recolección comercial se desarrolla en unos 35 países esparcidos por todo el Planeta.
El kelp investigado por Marine Energy y el Instituto Wrigley posee un contenido de vitaminas y minerales de alto valor como suplemento alimentario. Conforman un complemento perfecto para cualquier dieta, ya que pueden contener incluso diez veces más minerales que las verduras y frutas o cualquier planta terrestre.
Los beneficios para la salud de estas algas gigantescas son notables: fuente de minerales (calcio, yodo) y vitaminas (K y E) que le dan propiedades antioxidantes, constituyen uno de los suplementos naturales más completos para el cuerpo humano, tal como se verifica en países de alto consumo como China, Japón o Corea del Sur.
Alguna de sus características singulares son clave para alcanzar el objetivo de dietas saludables: supresor del hambre, facilitador de digestión, estabilizador de la actividad intestinal, regulador de los niveles de colesterol, estabilizador de la presión arterial, purificador de las arterias, regulador del funcionamiento de la glándula tiroides y protector de los efectos adversos de metales pesados y radiaciones, ya que depura el organismo de estos tóxicos.
Pero el campo de aplicación de las algas no termina en los alimentos de consumo humano. Existen infinidad de otros usos como la harina de algas, fertilizantes, piensos, cosméticos, etc. Y en la industria farmacéutica se ha avanzado sobre la actividad antiviral de los extractos de varias algas.
Contar en el mar abierto para producir más alimento sin competir con los cultivos agrícolas tradicionales ni con la pesca. Hacerlo de manera sostenible a través de un vegetal marino que no requiere tierras agrícolas ni agua dulce, que no usa pesticidas ni fertilizantes tóxicos y que es uno de los productores de biomasa de más rápido crecimiento que no necesita replantarse, parece un aporte extraordinario a la solución al problema alimentario global.
Pensarlo como camino a una transición energética produciendo biocombustibles, podría estar desperdiciando una enorme oportunidad.