Algas de azúcar cultivadas en la isla de Frøya. Así lucen las algas marinas después de cuatro meses y medio de cultivo en el mar. Crédito:SINTEF
Un grupo unánime de científicos de investigación está convencido de que las algas marinas pueden compartir muchas de las aplicaciones de la soja y el aceite, y que también se pueden utilizar para capturar CO 2 . Las algas pueden contribuir a soluciones respetuosas con el clima en todo tipo de contextos. Los nuevos conocimientos sobre el cultivo de algas marinas están acelerando actualmente la industrialización del sector.
"Podemos descomponer las algas marinas en sus constituyentes básicos y recombinarlas para hacer productos útiles, ", dice la investigadora Silje Forbord de SINTEF." Podemos usar algas para hacer ropa, materiales para muebles, envasado de alimentos, pajitas y botellas biodegradables, " ella dice.
Forbord y sus colegas han estado activos en la vanguardia de un proyecto de investigación llamado MACROSEA, que está proporcionando nuevos conocimientos sobre el potencial del cultivo de algas en Noruega. El proyecto también ha tenido éxito en el desarrollo de soluciones innovadoras que ayudarán a industrializar el sector de las algas de Noruega.
Algas como alimento
La agricultura en las regiones productivas de los océanos es esencial si queremos encontrar alimentos, la alimentación animal, la demanda de materias primas y energía de una población mundial en constante crecimiento. En la actualidad, los mayores volúmenes de macroalgas se producen en países asiáticos como China, Indonesia, Japón y Corea. Sin embargo, Noruega se está poniendo al día rápidamente, y tiene un enorme potencial para cultivar una amplia variedad de especies de macroalgas a lo largo de su costa alargada.
El grupo de investigación ha realizado estudios sistemáticos de las condiciones de cultivo, abordaje, y la genética de las algas marrones del azúcar del alga y, por primera vez en Noruega, ha logrado cultivar el codiciado alga roja Palmaria (también conocida como dulse roja) en redes en el mar. También han desarrollado modelos de crecimiento de algas, que a su vez están vinculados a modelos de ecosistemas hidrodinámicos tridimensionales, con el fin de estimar cómo avanza la producción de algas en diferentes condiciones. Los resultados demuestran que el cultivo de algas tiene el potencial de convertirse en una nueva industria importante aquí en Noruega.
"Hemos desarrollado tres prototipos de equipos para el cultivo de algas, un modelo de potencial de producción, y una herramienta computacional para el diseño de una instalación de cultivo de algas marinas, "dice Aleksander Handå, quien es Gerente de Investigación en SINTEF Ocean AS.
Base de conocimientos sólida
Silje Forbord es investigadora científica en SINTEF Ocean y tiene un doctorado. estudiante en NTNU. Ella le dice a Gemini que su grupo ha estado investigando cómo podría ser posible manipular el crecimiento de macroalgas y el contenido de componentes químicos como proteínas mediante el cultivo de algas marinas en una variedad de lugares con condiciones ambientales contrastantes. Han cultivado plantones de algas (plantas embrionarias) plantadas en el mar con cuerdas a lo largo de la costa noruega. y luego he observado cómo se desarrollan durante una temporada de crecimiento que se extiende de febrero a septiembre.
Han estudiado el crecimiento de algas expuestas a condiciones climáticas adversas y en sitios protegidos, bajo la influencia del agua dulce en los fiordos, y en diferentes latitudes. También han investigado cómo las variaciones en la luz, temperatura, la disponibilidad de nutrientes y la profundidad del cultivo influyen en las tasas de crecimiento.
"También hemos realizado pruebas utilizando una variedad de métodos de siembra en el mar y hemos observado cómo las diferentes edades y fases de desarrollo de las plantas juveniles se ven influidas en términos de tasas de desarrollo y contenido químico". "dice Forbord.
Los investigadores han medido las fuerzas de arrastre oceánico y han utilizado estos datos como entrada para modelos numéricos que pueden simular cómo las instalaciones de granjas de algas marinas podrían deformarse en diferentes condiciones ambientales. Los resultados ahora se están utilizando para diseñar granjas de algas marinas para su implementación en sitios costa afuera en el condado de Møre og Romsdal, y para la producción de salmón y algas en una instalación de acuicultura combinada en Nordland.
Silje Forford en el laboratorio de SINTEF, Noruega. Crédito:Christina Benjaminsen
Sustituto de productos a base de soja y aceite
"Grandes extensiones de la costa noruega ofrecen excelentes condiciones para el cultivo de algas, "dice Forbord." De 20 millones de toneladas de algas podemos extraer 100, 000 toneladas de proteína. Esto corresponde a un tercio de la masa de proteína de soja que Noruega importa actualmente anualmente para la alimentación del salmón. " ella dice.
El proyecto MACROSEA está financiado por el Consejo de Investigación de Noruega y es un esfuerzo conjunto en el que participan varios socios de investigación noruegos e internacionales. Los investigadores son unánimes en su opinión de que las algas marinas pueden ofrecer muchas de las mismas aplicaciones que la soja y el aceite. Por lo tanto, pueden sustituir estos recursos en varios contextos diferentes.
"La idea de reemplazar el plástico a base de aceite por uno ecológico El plástico a base de algas es muy interesante. Sin embargo, otros codiciados componentes de las macroalgas como los antioxidantes, proteínas y similares también son interesantes, "dice Forbord.
Ella cree que además de la confección de ropa, envasado de alimentos, botellas biodegradables y otros productos elaborados a partir de algas, hay que trabajar más en el desarrollo de otros sistemas amigables con el clima, productos a base de algas, como sustitutos de los que actualmente se basan en materias primas como el aceite y la soja. Para maximizar el potencial medioambiental del cultivo de algas, Debe desarrollarse una tecnología nueva y estandarizada. También existe la necesidad de mejorar el cultivo en forma de grandes instalaciones agrícolas a escala industrial que estén ubicadas más lejos del mar.
Aprendiendo del boom del cultivo de salmón
Los investigadores están haciendo comparaciones entre los enfoques actuales de cultivo de algas y la forma en que se llevó a cabo el cultivo de salmón en la década de 1970. En décadas recientes, el sector de la salmonicultura ha experimentado una revolución en términos de estandarización e industrialización, y esto permite extraer una gran cantidad de conocimientos técnicos de la piscicultura y otras industrias marinas y marítimas.
Por ejemplo, los investigadores creen que vale la pena probar una herramienta utilizada para sembrar plantas embrionarias en relación con el cultivo de algas.
"La herramienta, llamado Spoke, se parece mucho a una gran rueda de bicicleta, donde usamos todos los radios para cultivar las algas, ", dice Handå." Los radios pueden desplegarse en el mar y retirarse de nuevo utilizando un robot operado desde un barco de servicio. Este concepto utiliza tecnología tomada del sector de cultivo de salmón y permite operaciones de siembra y cosecha automatizadas a gran escala, " él dice.
Los investigadores ahora quieren tener la oportunidad de probar Spoke y otra tecnología, tanto a pequeña como a gran escala, y en diferentes condiciones ambientales a lo largo de la costa noruega. Creen que una infraestructura noruega para el cultivo de algas acelerará la digitalización, estandarización y automatización de instalaciones de cultivo de algas marinas y marinas.
"Creemos que esta puede ser una inversión sólida para ayudar a impulsar el desarrollo de un nuevo sector industrial, "dice Handå.
Tecnología de cultivo de salmón:La herramienta Spoke utiliza tecnología establecida de una manera innovadora. Las algas se cultivan en radios instalados en las ruedas grandes. Estos pueden ser desplegados y removidos por un robot operado desde un barco de servicio. Crédito:SINTEF
Captura de gases de efecto invernadero
Handå le dice a Gemini que las algas marinas también tienen el potencial de contribuir a la captura del gas de efecto invernadero CO 2 . La fotosíntesis permite que las algas marinas conviertan el CO 2 en carbohidratos y oxígeno. El co 2 la concentración en la parte superior de la columna de agua está en equilibrio con la de la atmósfera. Al vincular el CO 2 en el agua, es posible capturar los gases de efecto invernadero de la atmósfera.
Si las materias primas de macroalgas se utilizan en productos cuya fabricación se basa actualmente en materiales derivados de combustibles fósiles, esto también reducirá el CO 2 emisiones. A lo largo de la temporada de crecimiento, partes de las hojas de las algas se desprenderán como parte de un proceso natural. Las palas contienen carbono y se hunden en el fondo del mar, donde pueden proporcionar alimento a los organismos bentónicos. También se combinan con los sedimentos del fondo y, por lo tanto, se almacenan de forma permanente o durante un período prolongado.
Al verter la biomasa a grandes profundidades, o usándolo para hacer biocarbón, es posible hacer una contribución activa a la reducción de la concentración de CO 2 en la atmósfera. El cultivo de 20 millones de toneladas de algas puede unir alrededor de cuatro millones de toneladas de CO 2 .
"La producción a escala industrial de macroalgas puede resultar un importante contribuyente a soluciones innovadoras y respetuosas con el clima, una transición verde y el movimiento hacia una sociedad con bajas emisiones, ayudándonos así a cumplir los objetivos establecidos por el Acuerdo de París, "dice Handå.
Allanando el camino para una nueva industria del norte
La producción mundial anual de macroalgas ha superado ya los 30 millones de toneladas, y se basa principalmente en el trabajo manual. Hasta la fecha, la automatización se utiliza muy poco en el proceso de producción. Los resultados del proyecto MACROSEA indican que los fiordos y la costa de Noruega tienen el potencial de producir alrededor de 70 toneladas de macroalgas por hectárea. y hasta 140 toneladas por hectárea en áreas favorables. Los investigadores creen que solo en el centro de Noruega será posible cultivar del orden de 20 millones de toneladas (peso fresco) de algas marinas, lo que a su vez se traduce en 2 millones de toneladas de materias primas secas. Para lograr esto, 4, Se necesitarán 000 kilómetros cuadrados de superficie marina para el cultivo. En comparación, alrededor de 1,3 millones de toneladas de cereales se cultivan actualmente en Noruega en un área de 2, 800 kilómetros cuadrados.
"Si se desarrolla una política para cultivar algas marinas en alta mar, lejos de la costa, el potencial puede ser aún mayor, "dice Ole Jacob Broch, un científico investigador sénior en SINTEF Ocean. Continúa:"Vimos que el período de rendimiento máximo de producción varía hasta en dos meses a medida que avanzamos de sur a norte a lo largo de la costa noruega, ", dice." Esta es una buena noticia porque muestra que es posible entregar materias primas producidas en Noruega durante un período más largo. Esto hace que nuestro litoral sea ideal para el cultivo de macroalgas, "dice Broch.
Ahora se están vinculando grandes expectativas con el surgimiento del cultivo de algas marinas como una nueva industria noruega.
"La inversión a nivel nacional en una infraestructura para el desarrollo y estandarización de nueva tecnología para la producción industrial de biomasa es un requisito previo para el éxito, "dice Handå.
Los investigadores creen que la integración de centros de conocimiento con empresas industriales a lo largo de toda la costa noruega promoverá el establecimiento de clústeres de innovación líderes en el mundo y acelerará la investigación relevante tanto en Noruega como en todo el mundo.
"En la actualidad, principalmente, el cultivo de algas marinas para la alimentación es rentable. Sin embargo, el desarrollo de nuevas tecnologías para la producción de biomasa a gran escala puede cambiar esto, "dice Handå." En las próximas décadas, el mundo exigirá más piensos y grandes volúmenes de materias primas renovables. La producción industrial de algas marinas puede entonces convertirse en parte de la solución. La costa alargada de Noruega, combinado con una inversión en investigación sobre el cultivo de algas, formará una base sólida para la capacidad de Noruega de tener éxito en el desarrollo del cultivo de algas marinas como industria comercial, " él dice.
