La agricultura de ambiente controlado combina paneles solares transparentes y energéticamente eficientes; refrigeración por desecante de baja energía; plantas comestibles tolerantes a la sal; y biotecnología de algas. Crédito:© 2020 KAUST; Iván Gromicho
Los complejos de invernaderos eficientes que producirán cultivos utilizando los recursos disponibles en las costas desérticas podrían mejorar la seguridad alimentaria de millones.
Las tecnologías emergentes se pueden aprovechar para utilizar las fortalezas de los desiertos costeros cálidos y húmedos de la región de Medio Oriente y África del Norte (MENA) para producir alimentos y otros cultivos.
Los investigadores de KAUST están pidiendo una nueva generación de grandes complejos de invernaderos, respaldados por novedosos paneles solares, tecnologías de refrigeración por aire y avances en la agricultura tolerante a la sal. Su concepto podría impulsar una revolución agrícola sostenible en las regiones costeras desérticas de todo el mundo.
“La agricultura de ambiente controlado (CEA) utiliza sistemas integrados para facilitar el crecimiento sostenible de cultivos locales a gran escala”, dice Kyle Lauersen, biólogo sintético. “Nuestra visión combina varias tecnologías actualmente en desarrollo en KAUST:paneles solares transparentes y de bajo consumo; refrigeración por desecante de baja energía; plantas comestibles tolerantes a la sal; y biotecnología de algas.”
Las ubicaciones costeras en la región MENA tienen amplio acceso al agua de mar y luz solar intensa durante todo el año. CEA hace posible el uso de agua de mar para cultivar cultivos tolerantes a la sal, como variedades de tomates y vegetales verdes recientemente identificadas. El riego mixto significa que CEA tendría un menor impacto en los suministros municipales. Para obtener agua dulce adicional, los investigadores planean recolectar del aire húmedo.
“Estamos entusiasmados con los avances en las tecnologías de enfriamiento que aprovechan los desecantes líquidos”, dice el científico investigador Ryan Lefers. “Los desecantes son sustancias altamente concentradas que absorben agua del aire; piense en los paquetes de sílice que se encuentran en los empaques electrónicos. Cuando el aire húmedo se bombea a través de un sistema desecante líquido, utiliza una solución líquida altamente salina para absorber la humedad”.
El aire liberado por el sistema es más seco y frío y puede circular en los invernaderos, mientras se recupera el agua dulce captada. La acumulación de calor excesivo dentro de los invernaderos es una gran preocupación en la región MENA. Una solución proviene de la puesta en marcha iyris de KAUST:que utiliza paneles solares semitransparentes como ventanas. Dichos paneles permiten el paso de la luz visible para el crecimiento de las plantas, al mismo tiempo que convierten la energía infrarroja (calor) en electricidad.
Los investigadores también esperan combinar el crecimiento de plantas y algas para generar no solo alimentos, sino también materias primas de biomasa para acuicultura, alimentos para animales, productos de la industria química y bioplásticos. Las algas se pueden cultivar en fotobiorreactores dentro del CEA, y este cultivo conjunto aumentaría la producción de valor del sistema.
“Vemos un potencial increíble para mezclas regionales de especies tolerantes a la sal y de agua dulce en diferentes instalaciones, según las demandas del mercado”, dice Lauersen. “Cada vez es más importante producir alimentos y productos más cerca de las comunidades que los necesitan. CEA también proporcionará seguridad alimentaria, empleos y una base económica para las exportaciones durante todo el año”.
“Aquí es donde la investigación multidisciplinar entra en juego”, dice el científico de plantas Mark Tester. "Se está construyendo un invernadero piloto de CEA en KAUST como parte de nuestra empresa derivada Red Sea Farms, y colaboraremos con colegas de toda la universidad y más allá para demostrar el emocionante potencial de CEA".
Referencia:"Tecnologías emergentes para permitir una agricultura sostenible en un entorno controlado en los entornos extremos de las regiones costeras de Oriente Medio y África del Norte" por Ryan M. Lefers, Mark Tester y Kyle J. Lauersen, 2 de julio de 2020, Frontiers in Plant Science .
DOI:10.3389/fpls.2020.00801
