El sol y el mar, tanto abundantes como gratuitos, se están aprovechando en un proyecto único para crear granjas marinas verticales flotando en el océano que puedan producir agua dulce para beber y para la agricultura.
por la Universidad de Australia del Sur
En lo que se cree que es una primicia mundial, investigadores de la Universidad de Australia del Sur han diseñado un sistema autosostenible impulsado por energía solar que evapora el agua de mar y la recicla en agua dulce, cultivando sin ninguna participación humana. El experimento se publica en el Chemical Engineering Journal .
Podría ayudar a abordar la inminente escasez mundial de agua dulce y alimentos en las próximas décadas, y se espera que la población mundial alcance los 10 mil millones para 2050.
El profesor Haolan Xu y el Dr. Gary Owens del Future Industries Institute de UniSA han desarrollado la granja marina flotante vertical que se compone de dos cámaras: una capa superior similar a un invernadero y una cámara inferior de recolección de agua.
«El sistema funciona de manera muy similar a una cama absorbente con la que los jardineros domésticos podrían estar familiarizados», dice el Dr. Owen.
«Sin embargo, en este caso, el agua limpia es suministrada por una serie de evaporadores solares que absorben el agua de mar, atrapan las sales en el cuerpo del evaporador y, bajo los rayos del sol, liberan vapor de agua limpia al aire que luego se condensa en agua. cinturones y transferidos a la cámara superior de crecimiento de las plantas».
En una prueba de campo , los investigadores cultivaron tres cultivos de hortalizas comunes (brócoli, lechuga y bok choi) en superficies de agua de mar sin mantenimiento ni riego adicional con agua limpia.
Según el profesor Xu, el sistema, que funciona únicamente con luz solar, tiene varias ventajas sobre otros diseños de granjas solares marinas que se están probando actualmente.
«Otros diseños han instalado evaporadores dentro de la cámara de crecimiento, lo que ocupa un espacio valioso que de otro modo podría usarse para el crecimiento de las plantas. Además, estos sistemas son propensos al sobrecalentamiento y la muerte de los cultivos», dice el profesor Xu.
También se han propuesto granjas flotantes, donde los paneles fotovoltaicos tradicionales recolectan electricidad para alimentar unidades de desalinización convencionales, pero consumen mucha energía y son costosos de mantener.
«En nuestro diseño, la distribución vertical del evaporador y las cámaras de crecimiento reduce la huella total del dispositivo, maximizando el área para la producción de alimentos. Es totalmente automatizado, de bajo costo y extremadamente fácil de operar, utilizando solo energía solar y agua de mar para producir agua limpia . y cultivar.»
El Dr. Owens dice que su diseño es sólo una prueba de concepto en esta etapa, pero el siguiente paso es ampliarlo, utilizando una pequeña serie de dispositivos individuales para aumentar la producción de la planta. Satisfacer las mayores necesidades de suministro de alimentos requerirá aumentar tanto el tamaño como el número de dispositivos.
«No es inconcebible que en algún momento en el futuro se puedan ver enormes biodomos agrícolas flotando en el océano, o múltiples dispositivos más pequeños desplegados en una gran área marina».
Es probable que su prototipo existente se modifique para producir una mayor producción de biomasa, incluido el uso de materiales de sustrato de bajo costo, como fibra de paja de arroz de desecho, para que el funcionamiento del dispositivo sea aún más económico.
Los investigadores han demostrado que el agua reciclada producida de esta manera es lo suficientemente pura para beber y tiene menos salinidad que las Directrices Mundiales de Salud para el agua potable.
Las Naciones Unidas estiman que para 2050, aproximadamente 2.400 millones de personas probablemente experimentarán escasez de agua . En el mismo período, se espera que el suministro mundial de agua para riego agrícola disminuya alrededor de un 19%.
«El agua dulce representa sólo el 2,5% del agua del mundo y la mayor parte no es accesible porque está atrapada en glaciares, casquetes polares o a gran profundidad», dice el Dr. Owens. «Tampoco es que el agua dulce esté disminuyendo, sino que la pequeña cantidad que existe tiene una demanda cada vez mayor debido al crecimiento demográfico y al cambio climático.
«El hecho de que el 97,5% del agua del mundo se encuentre en nuestros océanos (y esté disponible gratuitamente) es una solución obvia para aprovechar el mar y el sol para abordar la creciente escasez global de agua, alimentos y tierras agrícolas. La adopción de esta tecnología podría mejorar la salud y bienestar de miles de millones de personas en todo el mundo».
Más información: Pan Wu et al, Una evaporación solar interfacial permitió una granja marina solar flotante vertical autónoma de doble capa, Chemical Engineering Journal (2023). DOI: 10.1016/j.cej.2023.145452
