Por Unni Skoglund*
Un grupo de científicos está convencido de que las algas marinas pueden compartir muchas de las aplicaciones de la soja y el petróleo, y también pueden usarse para capturar el CO2. Las macroalgas pueden contribuir a soluciones amigables con el clima en todo tipo de contextos. Los nuevos conocimientos sobre el cultivo de algas está acelerando la industrialización del sector.
“Podemos dividir las algas marinas en sus componentes básicos y recombinarlas para elaborar productos útiles” dijo la investigadora Silje Forbord de SINTEF. “Podemos usar las macroalgas para elaborar ropa, materiales para muebles, empaques de alimentos, pajitas y botellas biodegradables” destacó.
Forbord y sus colegas han estado activos en la vanguardia del proyecto de investigación llamada MACROSEA, que proporciona nuevas ideas sobre el potencial del cultivo de las macroalgas en Noruega. El proyecto también ha tenido éxito en el desarrollo de soluciones innovadoras que ayudarán a industrializar el sector de algas marinas noruegas.
Algas marinas como alimento
El cultivo en las regiones productivas de los océanos es esencial si queremos satisfacer la demanda de alimentos, piensos para animales, materias primas y energía de una población mundial creciente. Actualmente, los mayores volúmenes de macroalgas se producen en los países asiáticos como China, Indonesia, Japón y Corea. Sin embargo, Noruega se está recuperando rápidamente y tiene un enorme potencial para cultivar una amplia variedad de especies de macroalgas a los largo de toda su costa.
El grupo de investigación ha realizado estudios sistemáticos de las condiciones de cultivo, fouling, y la genética del kelp de azúcar y, por primera vez en Noruega, ha logrado cultivar la codiciada alga roja Palmaria (también conocida como dulse roja) en redes en el mar. También han desarrollado modelos de crecimiento de algas, que asu vez están vinculados a modelos 3D de ecosistemas hidrodinámicos, para estimar cómo progresa la producción de algas marinas bajo diferentes condiciones. Los resultados demuestran que el cultivo de macroalgas tienen el potencial de convertirse en una nueva industria importante en Noruega.
“Hemos desarrollado tres prototipos de equipos para el cultivo de algas marinas, un modelo potencial de producción, y una herramienta computacional para el diseño de una instalación de cultivo de macroalgas” dijo Aleksander Handå, gerente de investigación en SINTEF Ocean AS.
Base sólida de conocimientos para el cultivo de macroalgas
Forbord manifestó a Gemini que su grupo ha estado investigando cómo se puede manipular el crecimiento de las macroalgas y el contenido de constituyentes químicos, como proteínas, mediante el cultivo de macroalgas en una variedad de lugares con condiciones ambientales diferentes. Ellos han cultivado las plántulas de las algas marinas (plantas embrionarias) en el mar en cuerdas a lo largo de la costa noruega, y luego observaron cómo se desarrollan durante la temporada de crecimiento que se extiende de febrero a septiembre.
Los investigadores estudiaron el crecimiento de las macroalgas expuestas a condiciones climáticas adversas y en sitios protegidos, bajo la influencia del agua dulce en los fiordos y en diferentes latitudes. También analizaron cómo las variaciones en la luz, la temperatura, la disponibilidad de nutrientes y la profundidad del cultivo influyen en las tasas de crecimiento.
“También hemos realizado pruebas usando una variedad de métodos de siembra y hemos observado cómo las diferentes edades y fases de desarrollo de las plantas juveniles están influenciadas en términos de tasa de desarrollo y contenido químico” destacó 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 pueden deformarse en diferentes condiciones ambientales. Los resultados ahora vienen siendo usados para diseñar las granjas de macroalgas en sitios en alta mar en el condado de Møre og Romsdal, y para la producción de salmón y algas marinas en una instalación de acuicultura combinada en Nordland.
Sustituto de la soja y los productos basados en el petróleo
“Grandes extensiones de la costa noruega ofrecen excelentes condiciones para el cultivo de macroalgas” dijo Forbord. “De 20 millones toneladas de algas marinas pueden extraerse 100,000 toneladas de proteína. Esto corresponde a un tercio de la masa de proteína de soja que Noruega importa actualmente por año para la alimentación del salmón” destacó.
El proyecto MACROSEA es financiado por el Research Council of Norway y es un esfuerzo conjunto que involucra varios socios de investigación noruegos e internacionales. Los investigadores son unánimes en su opinión de que las macroalgas pueden ofrecer muchas de las mismas aplicaciones de la soja y el petróleo. De este modo se pueden sustituir estos recursos en varios contextos diferentes.
“La idea de reemplazar el plástico a base de petróleo con un plástico ecológico a base de algas marinas es muy interesante. Sin embargo, otros componentes codiciados de las macroalgas como antioxidantes, proteínas y similares también son interesantes” dijo Forbord.
Ella cree que, además de la fabricación de ropa, envases de alimentos, botellas biodegradables y otros productos elaborados de las macroalgas, se debe trabajar más en el desarrollo de otros productos ecológicos a base de algas marinas, como sustitutos para aquellos que se basan en materias primas como el petróleo y la soja. Para maximizar el potencial ambiental del cultivo de las macroalgas, se debe desarrollar una tecnología nueva y estandarizada. También existe la necesidad de un cultivo exclusivo en forma de grandes instalaciones de cultivo a escala industrial que se ubicarán en el mar.
Aprendiendo del auge del cultivo del salmón
Los investigadores están haciendo comparaciones entre los enfoques actuales del cultivo de algas marinas y la forma en que se realizó el cultivo del salmón en la década de 1970. En las últimas décadas, el sector del cultivo del salmón ha experimentado una revolución en términos de estandarización e industrialización, y esto permite extraer una gran cantidad de conocimientos de la piscicultura y otras industrias marinas y marítimas.
Por ejemplo, los investigadores creen que vale la pena probar una herramienta utilizada para sembrar las plantas embrionarias en conexión con el cultivo de algas marinas.
“La herramienta, llamada Spoke, se parece mucho a una rueda de bicicleta grande, donde usamos todos los radios para cultivar las macroalgas” dijo Handå. “Los Spokes pueden desplegarse en el mar y retirarse nuevamente utilizando un robot operado desde una embarcación de servicio. Este concepto utiliza la tecnología tomada del sector del cultivo del salmón y permite operaciones de siembra y cosecha automatizada a gran escala” destacó.
Los investigadores ahora quieren tener la oportunidad de probar Spoke y otra tecnología, a pequeña y gran escala, y bajo diferentes condiciones ambientales a lo largo de la costa noruega. Ellos creen que una infraestructura noruega para el cultivo de algas marinas acelerará la digitalización, la estandarización y la automatización de las instalaciones de cultivo de macroalgas en mar abierto.
“Creemos que esta puede ser una buena inversión para ayudar a impulsar el desarrollo de un nuevo sector industrial” dijo Handå.
Captura de gases de efecto invernadero por las algas marinas
Handå le dijo a Gemini que las algas marinas tienen el potencial de contribuir a capturar el gas de efecto invernadero CO2. La fotosíntesis permite a las algas convertir el CO2 en carbohidratos y oxígeno. La concentración de CO2 en la parte superior de la columna de agua está en equilibrio con la de la atmósfera. Mediante la vinculación del CO2 en el agua, es posible capturar el gas de efecto invernadero de la atmósfera.
Si las materias primas de macroalgas son usados en productos cuya fabricación se basa actualmente en materiales derivados de combustibles fósiles, esto también reducirá las emisiones de CO2. A lo largo de la temporada de crecimiento, partes de las macroalgas se desprenden como parte de un proceso natural. Estas partes contienen carbono y se hunden hasta el fondo del mar, donde pueden proporcionar alimento para 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 al usarla para fabricar carbón, es posible hacer una contribución activa para reducir la concentración de CO2 en la atmósfera. El cultivo de 20 millones de toneladas de algas marinas puede capturar cerca de 4 millones de toneladas de CO2.
“La producción a escala industrial de macroalgas puede ser un gran contribuyente a soluciones innovadoras y amigables con el clima, una transición verde y el movimiento hacia una sociedad de bajas emisiones, lo que nos ayuda a cumplir los objetivos establecidos por el Acuerdo de París” dijo Handå.
Allanando el camino para una nueva industria en el norte
La producción mundial anual de algas marinas ha superado los 30 millones de toneladas, y se basa principalmente en el trabajo manual. Hasta la fecha, la automatización se usa 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 cerca de 7o toneladas de macroalgas por hectárea, y hasta 140 toneladas por hectárea en las áreas favorables. Los investigadores creen que solo en el centro de Noruega es posible cultivar alrededor de 20 millones de toneladas de algas marinas, lo que a su vez se convierte en 2 millones de toneladas de materias primas secas. Para lograr esto, se necesitarán 4,000 kilómetros cuadrados de área marina para el cultivo. En comparación, actualmente se cultivan alrededor de 1.3 millones de cereales 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” dijo Ole Jacob Broch, investigador principal de SINTEF Ocean. “Vimos que el período de máximo rendimiento de producción varía hasta dos meses a medida que avanzamos de sur a norte a lo largo de la costa noruega. Esta es una buena noticia porque muestra que es posible entregar materias primas producidas en Noruega durante el período más largo. Esto hace que nuestra costa sea ideal para el cultivo de macroalgas” manifestó Broch.
Ahora se están vinculando grandes expectativas con el surgimiento del cultivo de macroalgas como una nueva industria noruega.
“La inversión nacional en una infraestructura para el desarrollo y la estandarización de nuevas tecnologías para la producción industrial de biomasa es un prerrequisito para el éxito” dijo Handå.
Los investigadores creen que al integrar los centros de conocimiento con las empresas industriales a lo largo de toda la costa noruega, se promoverá el establecimiento de grupos de innovación líderes en el mundo y se acelerará la investigación relevante tanto en Noruega como en todo el mundo.
“Actualmente, solo el cultivo de algas marinas para alimento es rentable. No obstante, el desarrollo de nuevas tecnologías para la producción de biomasa a gran escala puede cambiar esto” destacó Handå. “En las próximas décadas, el mundo exigirá más alimentos para animales y grandes volúmenes de materias primas renovables. La producción industrial de macroalgas puede convertirse en parte de la solución. La línea costera alargada de Noruega, combinada con una inversión en investigación sobre el cultivo de algas marinas, formará una base sólida para que Noruega tenga la capacidad de tener éxito en el desarrollo de cultivo de macroalgas como una industria comercial” concluyó.
Contacto
Silje Forbord
Teléfono: 971 22 001
Correo electrónico: silje.forbord@sintef.no
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