Las tendencias demográficas mundiales ponen de relieve la continua concentración de poblaciones en las regiones costeras, lo que lleva a predicciones de que las poblaciones costeras crecerán un 50% para 2030. Por esta razón, tiene sentido apoyar la seguridad alimentaria en las comunidades costeras a través de soluciones sostenibles. Investigadores italianos han desarrollado un concepto de invernadero marino para tomates que permitirá a los residentes costeros cultivar hortalizas durante todo el año con un uso mínimo de energía y recursos hídricos.
El estudio, publicado en la revista MDPI Agronomy 2024, presenta el desarrollo de un invernadero marino de tomates por parte de especialistas de la Universidad de Reggio Calabria, Italia. Este invernadero con forma de cúpula circular, que tiene un diámetro de 3,50 m, una altura de 4,20 m y un volumen interno de unos 190 m3, debe fijarse en una plataforma marina para aprovechar el enfriamiento del agua de mar.
La estructura principal de la cúpula del invernadero consta de 18 disposiciones radiales de semiarcos de madera de cedro tratada de 5 × 10 cm, a los cuales se une una estructura secundaria con cinco círculos horizontales de madera. Las hojas se fijan a las estructuras principal y secundaria para asegurar el material de revestimiento transparente. Basándose en el principio de crecimiento, los investigadores eligieron la hidroponía.
“El cultivo hidropónico es un método de cultivo sin suelo que permite la producción de alimentos frescos y saludables, especialmente en regiones con sequías severas y condiciones ambientales, permitiendo a las personas acceder fácilmente a vegetales frescos”, explica el autor del artículo, Francesco Barreca. – Considerando que, el sistema de cultivo hidropónico de interior es un método de producción sostenible al reducir la cantidad de productos químicos utilizados para mejorar la fertilidad del suelo, minimizar el consumo de agua en un 70% y aumentar los rendimientos en un período más corto. Las principales ventajas de los sistemas cerrados sobre los abiertos son la conservación del agua, la reducción de la pérdida de nutrientes y el aumento de la productividad del agua. Un sistema de cultivo hidropónico cerrado tiene hasta un 96% de agua y un 97% de productividad de nutrientes en comparación con un sistema hidropónico abierto. De hecho, en un sistema cerrado, la solución se mueve constantemente y los cambios a corto plazo en la salinidad son muy pequeños; por estas razones, es posible cultivar plantas con salinidades mucho más altas sin reducir la calidad de las plantas. La pequeña cantidad de agua necesaria permite el uso de agua de mar desalinizada con costes energéticos insignificantes. Este método de cultivo utiliza una cantidad mínima de sustrato (cuya eliminación provoca menos contaminación ambiental) y garantiza así un mejor contacto entre la solución recirculante y el aire. El nivel de oxígeno requerido por las raíces se logra sin aireación adicional de la solución. Otra ventaja de un sistema cerrado es que el riego se puede hacer por gravedad y no es necesario utilizar una bomba eléctrica”.
Se llevaron a cabo simulaciones dinámicas para comparar el sistema de enfriamiento de agua de mar propuesto con un sistema de enfriamiento convencional en términos de la cantidad de electricidad consumida para mantener la temperatura interna en el rango de 13 a 25 °C en todas las épocas del año.
El sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) propuesto resultó en un ahorro total de energía anual de más del 10%. Los ahorros de energía se debieron a la mejora de la eficiencia de refrigeración gracias al intercambio de calor del agua de mar, lo que ahorró aproximadamente un 14 % de energía de refrigeración.
“El sistema de refrigeración SWAC no es muy común hoy en día, aunque se basa en un aparato más sencillo que un sistema de refrigeración convencional basado en una torre de refrigeración con muchas partes móviles (bombas, poleas, ventiladores, presión de fluido, etc.). Sin duda, es importante que el invernadero esté ubicado cerca del mar o lago. Por estos motivos, un invernadero en una plataforma marina puede facilitar la instalación de este sistema de refrigeración eficiente, garantizando menores costes de gestión”, explica Francesco Barreca.
Una comparación de un modelo con policarbonato de 6 mm combinado con película UbiGro y un sistema de refrigeración de agua de mar y un modelo con policarbonato de 6 mm combinado con película azul Clarix y un sistema de refrigeración de torre mostró un ahorro de energía de aproximadamente el 20 %.
Los hallazgos apuntan a posibles direcciones futuras para el desarrollo de invernaderos marinos que permitan una producción independiente, junto con la integración de módulos fotovoltaicos, plantas de tratamiento de agua y sistemas inteligentes de control remoto, concluyen los científicos.
Basado en un artículo de Francesco Barreca, Universidad de Reggio Calabria, Italia, publicado en el portal www.mdpi.com.
Foto del encabezado: Anna Medvedeva
