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Una startup brasileña desarrolla tejas hidropónicas para el cultivo de plantas o alimentos


Este sistema imita el funcionamiento de un tejido vivo natural, con un núcleo de poliuretano rediseñado para permitir la distribución del agua por capilaridad, en un proceso análogo al del floema y el del xilema de las plantas


AGENCIA FAPESP/DICYT – En marzo de 2016, cuando el ingeniero agrónomo Sérgio Rocha vio en el sitio web de la FAPESP la convocatoria a la presentación de propuestas en el marco del pliego intitulado Ciudades Inteligentes – Ciudades Sostenibles, tuvo la certeza de que ésa era la posibilidad que él estaba esperando. “Podríamos ‘sacar de la heladera’ el proyecto para el cual habíamos depositado una patente en el año 2012 y que poco había avanzado en cuatro años”, comenta el socio fundador del Instituto Cidade Jardim.

En 2017, la startup brasileña logró la aprobación del proyecto de desarrollo de un sistema de tejas cultivables que no requiere de impermeabilización. Y ahora, con la ayuda del programa PIPE/ PAPPE Subvención, producto de un acuerdo de cooperación entre la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo – FAPESP, a través de su Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE), y la Financiadora de Innovación e Investigación Científica (Finep), ligada al gobierno federal brasileño, espera sacarlo al mercado durante el primer semestre de este año.

El Instituto Cidade Jardim se especializó en la investigación, la producción y la difusión de techos verdes desde su fundación, hace diez años, a cargo del agrónomo Rocha junto a la ecóloga Fabiana Scarda. Entre los clientes de la empresa se cuentan desde residencias hasta grandes emprendimientos como el condominio Ilha Pura (Vila dos Atletas), en Río de Janeiro, y el Hospital da Restinga, de Porto Alegre.

“El año pasado, plantamos 200 m² de trigo sobre el techo del proyecto ganador de la muestra Casa Cor São Paulo 2018, en colaboración con Studio Arthur Casas (arquitectura) y Renata Tilli Paisagismo, dos de los estudios de arquitectura más renombrados de Brasil”, destaca Rocha.

Con todo, el crecimiento de los negocios se deparaba con un obstáculo: las características técnicas del modelo convencional de techos verdes. “Atendemos a centenas de clientes potenciales que nos consultan recurrentemente para instalar techos verdes, pero desisten cuando descubren la dificultad para adecuar las estructuras de maderas y tejas de barro (o cemento), que dominan ese segmento de la construcción civil”, informa el agrónomo. “Las tejas cultivables constituyen un producto que surgió de una demanda reprimida”, afirma.

Rocha explica que las tradicionales tejas de barro son pesadas (alrededor de 70 kg/m²) y, por tal motivo, resultan inadecuadas para soportar la sobrecarga estática extra. De este modo, para instalar un techo verde sobre edificaciones con este tipo de cobertura resulta necesario retirar todas las tejas, regularizar la base de la estructura y aplicar una membrana de impermeabilización.

“Esto se erige como un obstáculo contra la popularización de esta tecnología en todo el mundo. Como nuestro producto es mucho más liviano que las tejas de barro convencionales (10 kg/m² seco y 35 kg/m² saturado de agua, con variaciones según la vegetación), la conversión se realizará básicamente cambiando las tejas por éstas verdes”, asegura el empresario.

Sin embargo, el presupuesto de la microempresa no dejaba espacio para invertir en el mejoramiento del proyecto y en la producción a gran escala. Los recursos que aportó el programa PIPE/PAPPE Subvención suministraron entonces la ayuda que faltaba.

Inspirado en la naturaleza

Para el desarrollo del techo verde, el investigador partió de un producto ya existente y con aceptación en el mercado brasileño: las tejas térmicas tipo sándwich, con relleno de poliestireno expandido o poliuretano. Esta base fue adaptada para incorporar un sistema de cultivo de plantas concebido de acuerdo con los principios de la Biomimética (diseño de materiales, estructuras y sistemas inspirados en elementos y procesos biológicos).

“Desarrollamos un producto que imita el funcionamiento de un tejido vivo natural, como las hojas de una planta”, dice el investigador. Según Rocha, el núcleo de poliuretano fue rediseñado de manera tal de permitir el paso de mangueras de goteo y la distribución del agua internamente, por capilaridad, sobre toda la superficie, en un proceso análogo al del floema y el del xilema de las plantas (los tejidos vegetales encargados del transporte de la savia).

“En la superficie externa de las tejas, creamos orificios que simulan las estomas (las aberturas microscópicas existentes en la epidermis de las plantas), donde insertamos semillas y plantines para su cultivo. El sistema de encastre y atornillado sobre estructuras metálicas o de madera asegura la fijación sin necesidad de aplicar una membrana impermeabilizante”, detalla.

En la denominada “teja sándwich cultivable”, tal el nombre que se le dio al nuevo producto, el cultivo de plantas ornamentales o alimenticias se realiza por hidroponía. El control del riego y el abono será automatizado. El Instituto Cidade Jardim firmó un convenio con la Facultad de Ingeniería de Sorocaba (Facens), en São Paulo, con el objetivo de desarrollar una aplicación de IoT (internet de las cosas), para notebooks o smartphones, destinada al monitoreo de la necesidad de agua y de nutrientes desde sensores instalados cerca de las raíces de las plantas.

También se suscribieron asociaciones en el exterior para el perfeccionamiento y la realización de pruebas del producto. Según el investigador, los resultados son alentadores. “Nuestros prototipos mostraron resultados positivos en todas las pruebas de cultivo realizadas en Brasil, en Italia [en colaboración con la Universidad de Boloña] y en Alemania [en colaboración con el Centro de Excelencia en Techos Verdes de Nuevo Brandeburgo]”, afirma el investigador.

“Los paneles también fueron aprobados por el Instituto de Investigaciones Tecnológicas (IPT) en lo que atañe a su fijación y a su resistencia estructural. Las tejas hidropónicas resisten infiltraciones, soportan el peso de pisadas de mantenimiento, son resistentes a los impactos y permiten el cultivo exitoso de techos verdes extensivos [con plantas ornamentales como cielorraso de escaso mantenimiento] y agricultura urbana [con mantenimiento intensivo]”, afirma.

Ahorro de agua y energía

Según Rocha, la promoción de la agricultura urbana en techos es uno de los principales objetivos del Instituto Cidade Jardim. “En la sede del instituto, en la localidad de Itu [en el estado de São Paulo], contamos con un área demostrativa de cultivo de granos y horticultura de subsistencia. Plantamos desde uvas de mesa y fresas hasta una gran variedad de verduras, legumbres, tubérculos y plantas de condimentos y medicinales, todo arriba del techo.”

Pero el proyecto también prevé otras contribuciones orientadas a la sostenibilidad de las metrópolis. Con la popularización de los techos verdes, el Instituto Cidade Jardim espera colaborar en la gestión de recursos tales como la energía eléctrica y el agua.

De acuerdo con el agrónomo, las tejas cultivables bajan la temperatura del ambiente, reduciendo así la necesidad de climatización artificial. “Grandes estructuras, tales como shopping centers y galpones industriales, con un alto consumo de energía eléctrica derivado de la climatización, tienden a beneficiarse con una disminución de alrededor del 7% en sus facturas de energía eléctrica”, estima el investigador.

“Los actuales sistemas de techos verdes no compiten en el mercado global de tejas y azoteas. Son revestimientos complementarios, es decir que configuran un apartado más en el presupuesto. Lo que pretendemos con esta innovación es simplificar, aportar una opción para que los clientes puedan instalar techos verdes como se instalan tejados convencionales”, afirma el empresario.


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