Los dos principales desaf\u00edos que enfrenta la producci\u00f3n de alimentos son su dependencia de las condiciones clim\u00e1ticas y la necesidad de grandes extensiones de tierra cultivable. Pero un nuevo estudio ofrece una visi\u00f3n de un futuro en el que tal vez no necesitemos ni una ni otra.<\/p>\n\n\n\n
Los investigadores han desarrollado un m\u00e9todo llamado electroagricultura, que utiliza energ\u00eda renovable y di\u00f3xido de carbono para cultivar cultivos en interiores. Este enfoque innovador podr\u00eda transformar la agricultura tal como la conocemos, y tal vez incluso permitir que los astronautas cultiven alimentos en el espacio. Si cultiv\u00e1ramos todos los alimentos de los EE. UU. utilizando este enfoque, los requisitos de tierras agr\u00edcolas podr\u00edan reducirse en un 94%, afirman los investigadores.<\/p>\n\n\n\n
“La tecnolog\u00eda permite la producci\u00f3n de alimentos en sistemas integrados verticalmente, lo que reduce la necesidad de tierra para el cultivo tradicional. Por ejemplo, si se implementa por completo en los EE. UU., la electroagricultura podr\u00eda reducir potencialmente el uso de tierras agr\u00edcolas de 1.2 mil millones de acres a solo 0.14 mil millones de acres”, dijo a ZME Science Feng Jiao, uno de los autores del estudio y profesor de la Universidad de Washington en St. Louis (WashU).<\/p>\n\n\n\n
Estas dr\u00e1sticas reducciones de las tierras agr\u00edcolas liberar\u00edan vastas \u00e1reas para la restauraci\u00f3n de los ecosistemas y el secuestro de carbono.<\/p>\n\n\n\n
Agricultura el\u00e9ctrica versus fotos\u00edntesis \u201cLa fotos\u00edntesis tiene inherentemente una baja eficiencia de conversi\u00f3n de energ\u00eda solar a alimentos, t\u00edpicamente solo alrededor del 1%, lo que limita la productividad de la agricultura convencional\u201d, dijo Feng.<\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s, la agricultura tradicional ocupa casi la mitad de la tierra habitable del mundo, contribuye a altas emisiones de gases de efecto invernadero y es sensible a las condiciones clim\u00e1ticas. Esto dificulta sostener la producci\u00f3n de alimentos impulsada por la fotos\u00edntesis en medio de patrones clim\u00e1ticos cambiantes.<\/p>\n\n\n\n La agricultura el\u00e9ctrica, por otro lado, utiliza energ\u00eda renovable de fuentes como las c\u00e9lulas solares para convertir el CO2 (del aire) en acetato. Las plantas pueden utilizar este acetato para satisfacer sus necesidades de carbono y energ\u00eda sin depender de la luz solar o de grandes cantidades de tierra, ya que el proceso se puede escalar verticalmente.<\/p>\n\n\n\n \u201cLa electroagricultura se puede integrar con las plantas aliment\u00e1ndolas con acetato producido a partir de la electr\u00f3lisis del CO2. Es posible que se requieran modificaciones gen\u00e9ticas para optimizar las plantas para la utilizaci\u00f3n del acetato, lo que les permitir\u00e1 evitar la fotos\u00edntesis y utilizar el acetato para la producci\u00f3n de energ\u00eda y biomasa a trav\u00e9s del ciclo del glioxilato\u201d, agreg\u00f3 Feng.<\/p>\n\n\n\n El ciclo del glioxilato es el proceso que muchas bacterias, hongos y plantas utilizan para producir alimentos en la oscuridad. Seg\u00fan los investigadores, las pruebas en el mundo real han mostrado resultados prometedores; por ejemplo, un sistema de electroagricultura de prueba de concepto demostr\u00f3 un aumento de cuatro veces en la eficiencia energ\u00e9tica con respecto a la fotos\u00edntesis.<\/p>\n\n\n\n \u00bfEstamos listos para cambiar la agricultura? Sin embargo, una vez implementada a gran escala, la electroagricultura tiene el potencial de ayudar a resolver la mayor\u00eda de estos problemas. Puede hacer que la producci\u00f3n de alimentos sea m\u00e1s sostenible al reducir significativamente el impacto ambiental de la agricultura. Adem\u00e1s, podr\u00eda estabilizar los precios de los alimentos al hacer que la producci\u00f3n de alimentos dependa menos de las condiciones clim\u00e1ticas, mejorando la seguridad alimentaria, especialmente en regiones con climas severos o tierras cultivables limitadas.<\/p>\n\n\n\n Sin embargo, este enfoque no es perfecto y tiene algunas limitaciones. Por ejemplo, requerir\u00eda un aporte significativo de energ\u00eda y un suministro ininterrumpido de electricidad. Esto podr\u00eda ser muy dif\u00edcil en un mundo donde tecnolog\u00edas como la inteligencia artificial, la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica y las estaciones de carga el\u00e9ctrica compiten por la energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n La implementaci\u00f3n a gran escala de la electroagricultura tambi\u00e9n requerir\u00eda la creaci\u00f3n de granjas verticales gigantes, que requieren grandes inversiones iniciales y mucho tiempo de desarrollo. Pero antes de que nada de esto suceda, los investigadores deben demostrar que esta t\u00e9cnica es 100% factible y escalable.<\/p>\n\n\n\n \u201cEl nivel de preparaci\u00f3n de la electroagricultura a\u00fan no es suficiente para su comercializaci\u00f3n a gran escala, ya que se necesita m\u00e1s trabajo para mejorar la estabilidad de los sistemas de electr\u00f3lisis de CO2 y mejorar las v\u00edas metab\u00f3licas en las plantas\u201d, dijo Feng a ZME Science.<\/p>\n\n\n\n Aun as\u00ed, el concepto es prometedor. Con m\u00e1s investigaciones, la electroagricultura podr\u00eda convertirse en una herramienta crucial para hacer que la producci\u00f3n de alimentos sea m\u00e1s sostenible, eficiente y segura para un mundo que enfrenta un clima que cambia r\u00e1pidamente.<\/p>\n\n\n\n El estudio se public\u00f3 en la revista Joule<\/a>.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>La mayor\u00eda de las plantas comestibles producen su alimento mediante la fotos\u00edntesis, un proceso en el que capturan la luz solar y utilizan su energ\u00eda para convertir el di\u00f3xido de carbono del aire y el agua del suelo en glucosa, un tipo de az\u00facar que proporciona energ\u00eda a las plantas. Sin embargo, un gran desaf\u00edo con la fotos\u00edntesis es que es un m\u00e9todo de producci\u00f3n de alimentos altamente ineficiente, ya que convierte solo alrededor del 1% de la luz solar en glucosa.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Si vives en un pa\u00eds desarrollado, es muy probable que est\u00e9s soportando la peor parte de la inflaci\u00f3n de los alimentos y la contaminaci\u00f3n generalizada por pesticidas. Si eres un agricultor de una parte subdesarrollada del mundo, seguramente est\u00e9s sintiendo el aguij\u00f3n del cambio clim\u00e1tico.<\/p>\n\n\n\n