¿Cómo podemos aumentar la producción de alimentos en más del 50%, en una cantidad limitada de tierra cultivable, para alimentar a 10 mil millones de personas proyectadas para 2050?
Para mediados del siglo, la sociedad deberá intensificar significativamente la producción de su sistema de producción de alimentos y, al mismo tiempo, reducir los impactos perjudiciales de ese sistema en el clima, el uso de la tierra, los recursos de agua dulce y la biodiversidad.
Esto requerirá encontrar alternativas a la agricultura intensiva en emisiones de carbono, que proporciona la columna vertebral del sistema mundial de producción de alimentos actual.
Las microalgas como alternativa
La solución podría venir en forma de microalgas nutritivas y ricas en proteínas (unicelulares), cultivadas en sistemas de acuicultura en tierra mediante el uso de agua de mar.
El nuevo estudio describe cómo el cultivo de algas en tierra podría cerrar una brecha proyectada en las demandas nutricionales futuras de la sociedad y al mismo tiempo mejorar la sostenibilidad ambiental.
“Tenemos la oportunidad de cultivar alimentos que sean altamente nutritivos, de crecimiento rápido, y podemos hacerlo en ambientes donde no estamos compitiendo por otros usos”, dijo Charles Green, profesor emérito de ciencias de la tierra y la atmósfera en la Cornell University, y autor principal del estudio.
“Y debido a que lo cultivamos en instalaciones relativamente cerradas y controladas, no tenemos el mismo tipo de impacto ambiental”.
Incluso a medida que la población de la Tierra crezca en las próximas décadas, el cambio climático, la tierra cultivable limitada, la falta de agua dulce y la degradación ambiental limitarán la cantidad de alimentos que se pueden cultivar, según el documento.
“Simplemente no podemos cumplir nuestros objetivos con la forma en que actualmente producimos alimentos y nuestra dependencia de la agricultura terrestre”, manifestó Greene.
Cultivo de algas en tierra
Con las poblaciones de peces silvestres ya fuertemente explotadas, y con limitaciones en la acuicultura marina de peces, mariscos y algas marinas en el océano costero, Green y sus colegas abogan por el cultivo de algas en las instalaciones de acuicultura en tierra.
Los modelos basados en los sistemas de información geográficos desarrollados por la exalumna de posgrado de Cornell, Celina Scott-Buechler, permitió pronosticar los rendimientos de los cultivos de algas en función de la luz solar anual, la topografía y otros factores ambientales y logísticos.
Los resultados del modelo revelan que las mejores ubicaciones para las instalaciones de cultivo de algas en tierra se encuentran a lo largo de las costas del Hemisferio sur, incluido los entornos desérticos.
“Las algas en realidad pueden convertirse en el granero del hemisferio sur”, dijo Greene. “En esa estrecha franja de tierra, podemos producir más que todas las proteínas que el mundo necesitará”.
Junto con el alto contenido de proteínas, los investigadores notaron que las algas proporcionan nutrientes que faltan en las dietas vegetarianas, como los aminoácidos y minerales esenciales que se encuentran en la carne y los ácidos grasos omega-3 que a menudo se encuentran en el pescado y los mariscos.
Las algas, que crecen 10 veces más rápido que los cultivos tradicionales, se pueden producir de una manera más eficiente que la agricultura en el uso de nutrientes. Por ejemplo, cuando los agricultores agregan fertilizantes de nitrógeno y fósforo para cultivar las plantas terrestres, aproximadamente la mitad se escurre de los campos y contamina las vías fluviales. Con las algas cultivadas en instalaciones cerradas, el exceso de nutrientes puede capturarse y reutilizarse.
La producción de alimentos a partir de la acuicultura basada en algas marinas tiene el potencial de contribuir más que la demanda mundial total de proteínas proyectada para el 2050, que oscila entre 263,8 Mt/año y 286,5 Mt/año.
Otras aplicaciones de las microalgas
De manera similar, se debe agregar dióxido de carbono a los estanques de cultivo de algas. Los investigadores y las compañías han estado experimentando con la adición de algas a los materiales de construcción y al cemento, donde el carbono se secuestra y elimina a la atmósfera.
“Si usamos algas en estos materiales estructurales de larga vida, entonces tenemos el potencial de ser carbono negativo y parte de la solución al cambio climático”, destacó Greene.
Un desafío es que actualmente obtener CO2 es costoso y energéticamente ineficiente, pero los ingenieros están experimentando con tecnologías solares concentradas que usan espejos para enfocar y concentrar la luz solar para calentar un fluido, que a su vez puede usarse en tecnologías de captura directa de aire que capturan el dióxido de carbono desde el aire.
Además, si bien el cultivo de algas resuelve muchos problemas ambientales y relacionados con los alimentos en el papel, solo pueden tener éxito si las personas lo adoptan en las dietas y para otros usos.
Una posibilidad es agregar algas nutritivas como ingrediente principal o suplemento en las carnes de origen vegetal, que actualmente dependen de la soja y los guisantes menos nutritivos.
El coautor del estudio, Xingen Lei, profesor de ciencia animal en Cornell, y otros colegas, descubrieron que cuando se agregan algas al alimento para pollos, las gallinas ponen huevos con el triple de ácidos grasos omega-3 que los huevos normales.
El estudio fue apoyado por el U.S. Department of Energy y el U.S. Department of Agriculture, entre otros.
Referencia (acceso abierto):
Greene, C.H., C.M. Scott-Buechler, A.L.P. Hausner, Z.I. Johnson, X.G. Lei, and M.E. Huntley. 2022. Transforming the future of marine aquaculture: A circular economy approach. Oceanography 35(2):26–34, https://doi.org/10.5670/oceanog.2022.213.
