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La NASA lanza una nueva generación de agricultura interior

Publicación: 26 noviembre, 2021 |

Las Naciones Unidas pronostican que la Tierra tendrá que alimentar a 2.300 millones de personas en 2050, principalmente concentrados en centros urbanos lejos de las tierras agrícolas.

Plenty Unlimited [1]

Es posible que la agricultura convencional no pueda satisfacer tanta demanda. Afortunadamente la NASA ha estado trabajando durante décadas para abordar la producción de alimentos tanto en la Tierra como en el espacio. Alimentar a los astronautas durante la exploración espacial a largo plazo significa estirar los recursos para cultivar plantas en el espacio, lo que incluye minimizar el uso de agua y energía y eliminar el suelo.

La NASA inicialmente fue pionera en estas técnicas sobre el terreno al construir la primera granja vertical del país. Dentro de una cámara hipobárica desmantelada que quedó de probar la cápsula espacial Mercury, los tecnólogos apilaron filas de bandejas hidropónicas como estanterías contra las paredes. Luego, se agregaron sistemas de iluminación, ventilación y circulación de agua utilizando piezas listas para usar. Se plantaron varios cultivos en las bandejas apiladas para probar cómo crecerían en el agua y sin el beneficio de la luz solar o al aire libre.

Este enfoque innovador de la agricultura creó una base para la industria de la agricultura de ambiente controlado, o CEA Controlled Environment Agriculture.

CEA combina la ciencia vegetal y el control ambiental para optimizar el crecimiento de las plantas y maximizar la eficiencia, incorporando frecuentemente estructuras de crecimiento vertical. La tecnología permite filtrar los contaminantes del agua de los cultivos y ofrece equilibrios de nutrientes precisos. La iluminación artificial proporciona solo las longitudes de onda necesarias en el momento, la intensidad y la duración correctos. Mientras que los controles ambientales mantienen la temperatura y la humedad ideales.

Este enfoque podría ayudar a alimentar a las nuevas generaciones futuras, dijo Nate Storey, director científico de Plenty Unlimited, una de las varias empresas que se basan en la investigación del crecimiento de las plantas de la NASA.

Redefiniendo la granja de datos

Plenty Unlimited utiliza menos del 1% del agua que la agricultura tradicional, y la granja de dos acres de la compañía produce rendimientos similares a los de una granja al aire libre de 720 acres.

Actualmente, un mercado global con un valor de 2,9 mil millones de dólares, algunas estimaciones proyectan que el mercado agrícola vertical podría alcanzar los 7,3 mil millones de dólares para 2025.

«Toda nuestra industria se basa en la investigación de la NASA

Nate Storey
Director científico de Plenty Unlimited

Desde sus inicios, la NASA ha explorado sistemas de soporte vital bioregenerativos, con plantas que reciclan desechos, producen alimentos y oxígeno y eliminan dióxido de carbono. El programa del Sistema de soporte vital ecológico cerrado se originó con la División de Ciencias de la Vida en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida, financiando la investigación universitaria para identificar las mejores plantas y sus condiciones ideales de crecimiento, y la agencia construyó cámaras de crecimiento para ampliar esos hallazgos.

Bill Knott, izquierda, y Tom Dreschel de la NASA [2]

«El cultivo de cultivos es un enfoque de soporte vital multifuncional. Pero teníamos que responder a la pregunta, ¿puedes hacer esto en un entorno cerrado como el que tienes en el espacio?»

Ray Wheeler
Fisiólogo de plantas de la NASA Kennedy

Wheeler realizó múltiples experimentos de crecimiento en la Cámara de Producción de Biomasa, construida en la década de 1980. Dijo que años de experimentación produjeron una gran cantidad de datos, todo lo cual se hizo público.

A partir de ese trabajo, Plenty Unlimited adoptó un tipo de técnica de película de nutrientes en la que la agencia fue pionera. Este sistema hidropónico sin tierra hace circular una película mínima y constante de agua alrededor de las plántulas, que contiene todos los nutrientes necesarios.

El enfoque produce plantas más frescas, saludables y sabrosas. La uniformidad de la iluminación junto con los controles basados ​​en datos sobre todas las demás variables vinculadas a una comunidad de plantas hace que las tasas de crecimiento y la producción sean predecibles. Cosechar plantas jóvenes mientras están más tiernas y sabrosas significa que el producto sabe mejor que las plantas que se dejan madurar por completo. Y debido a que el tiempo de la granja a la mesa es extremadamente más corto, las plantas retienen la frescura y el valor nutritivo que típicamente se pierden durante el transporte de media y larga distancia.

Al controlar todos los elementos del medio ambiente, Plenty Unlimited puede evitar el uso de productos químicos nocivos como pesticidas y herbicidas que también afectan la salud de las plantas.

I+D sobre crecimiento vegetal

Las diferentes plantas requieren diferentes equilibrios de agua, nutrientes, luz, flujo de aire y más. La NASA estudió y documentó las condiciones ideales para docenas de especies, y ahora Green Sense Farms está utilizando esa investigación en la Tierra.

Green Sense Farms [3]

La compañía ofrece servicios de I+D por contrato para la optimización del crecimiento de las plantas en su granja vertical con clima controlado, que utiliza software para optimizar las condiciones y recopilar datos sobre el crecimiento de las plantas.

Robert Colangelo, presidente de Green Sense Farms, dijo que un ejemplo es probar la proporción de rojo a azul en las luces LED, su intensidad y cuánto tiempo brillan. Este enfoque, basado en la investigación de la NASA, significa usar solo las longitudes de onda de luz que necesita una planta, lo que reduce el consumo de electricidad.

Bowery Farming construye granjas verticales urbanas, basadas en el modelo basado en datos de la NASA, integradas en estructuras existentes, como almacenes vacíos, y distribuye productos localmente a restaurantes y tiendas de comestibles.

«La compañía monitorea constantemente los cultivos y las condiciones para mantener un ambiente ideal

Henry Sztul
Director científico de Bowery Farming
Bowery Farming [4]

El sistema de Bowery Farming utiliza inteligencia artificial para dar sentido a los datos de los cultivos y gestionar los ciclos de crecimiento. Así como una persona puede aprender a identificar la quemadura de la punta en una hoja de lechuga mantecosa, a las computadoras se les puede enseñar el mismo tipo de reconocimiento.

«Usando miles de fotografías, las computadoras aprenden a identificar problemas y ajustar automáticamente partes del sistema

Henry Sztul
Director científico de Bowery Farming

La experiencia adicional de la NASA proviene de personal capacitado: varios empleados de Bowery Farming trabajaron en pruebas de plantas financiadas por la NASA en un hábitat espacial simulado en la Antártida, al igual que el ingeniero jefe de Green Sense Farms.

Patatas especializadas

Las granjas verticales no son las únicas empresas de CEA que se benefician de la investigación de la NASA. Muchos productores de patatas ahora utilizan la técnica de la película de nutrientes en los invernaderos. La agencia fue pionera en este método para cultivos de zona de raíces como patatas, camotes y maní, dijo Wheeler, y ha demostrado su eficacia con rendimientos récord de patata.

CSS Farms [5]

CSS Farms utiliza esta técnica para cultivar patatas de siembra llamadas minitubérculos en invernaderos. A diferencia de las plantas que se cultivan a partir de semillas, las patatas se cultivan a partir de patatas cortadas o minitubérculos. Estos se pueden enviar y plantar en los campos, donde se convierten en plantas que producen patatas grandes para el consumo.

Los métodos de cultivo del suelo suelen producir cinco o seis minitubérculos por planta.

«Cosecharemos dos o tres veces por semana durante un período de cosecha de 12 semanas en tres cosechas por año. En un sistema de película de nutrientes, puede obtener de 30 a 50 minitubérculos por planta

Matt Barrow
Gerente de invernadero de CSS Farms

A medida que la NASA continúe avanzando en los sistemas de soporte vital en preparación para las misiones a la Luna y Marte, estos respaldarán el mayor crecimiento de la industria de CEA.

La NASA tiene una larga trayectoria en la transferencia de tecnología al sector privado. La publicación NASA Spinoff de la agencia describe las tecnologías de la NASA que se han transformado en productos y servicios comerciales, lo que demuestra los beneficios más amplios de la inversión de EEUU en su programa espacial. NASA Spinoff es una publicación del programa de Transferencia de Tecnología de la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial (STMD) de la NASA.

Margo Pierce
Publicación derivada de la NASA

Editorial Cultura Vegana
www.culturavegana.com

NOTAS BIBLIOGRÁFICAS

Este artículo está publicado en nasa.gov, «NASA Research Launches a New Generation of Indoor Farming», Margo Pierce, NASA, 23 de noviembre de 2021. Edición y traducción Editorial Cultura Vegana.

1- Una forma en que Plenty Unlimited mantiene la salud de las plantas es mediante el uso de la robótica en casi todos los pasos del proceso agrícola. La tecnología patentada hace crecer el Spicy Mizuna Mix de la empresa, que se muestra aquí, y se basa en los datos para optimizar las condiciones de cultivo. El entorno de cultivo imita el entorno de circuito cerrado desarrollado por la NASA en la Cámara de Producción de Biomasa que demostró cómo cultivar plantas sin luz solar o al aire libre. Créditos: Plenty Unlimited Inc.

2- El interior de la Cámara de Producción de Biomasa en el Centro Espacial Kennedy, reprodujo el entorno de cultivo cerrado que los astronautas usarán en el espacio o en otros planetas para producir cultivos frescos. Como la primera granja vertical de ambiente controlado en los EEUU, la cámara ayudó a la NASA a proporcionar datos críticos para la industria agrícola de interior. Los científicos de la NASA Bill Knott, izquierda, y Tom Dreschel examinan el crecimiento de los cultivos. Créditos: NASA.

3- Green Sense Farms utiliza luces LED en sus granjas verticales, ajustando la mezcla de luz roja y azul para cada especie de planta. Lane Patterson, ingeniero jefe, examina el cultivo exitoso de albahaca italiana. Patterson adquirió una valiosa experiencia en la agricultura de interior cuando trabajó en la estación del Polo Sur, operando una cámara de crecimiento interior que fue financiada en parte por la NASA. Créditos: Green Sense Farms Holding Inc.

4- Dentro de los edificios de la ciudad abandonados, Bowery Farming construye granjas verticales que proporcionan productos frescos a los minoristas y restaurantes locales. El sistema cerrado produce alimentos todo el año, eliminando los problemas que limitan la agricultura al aire libre, como la sequía, las temperaturas invernales y las infestaciones de insectos. Créditos: Bowery Farming Inc.

5- CSS Farms utiliza un tipo de sistema de cultivo hidropónico llamado técnica de película de nutrientes, desarrollado por la NASA para cultivar plantas de papa, maní y otros cultivos de raíces. Los invernaderos de la compañía son un tipo diferente de agricultura de ambiente controlado, que dependen del aire fresco y la luz solar para respaldar el proceso de cultivo, pero los datos y la tecnología aún juegan un papel importante. Créditos: CSS Farms LLC.

6- Para obtener más información sobre cómo la NASA lleva la tecnología espacial a la Tierra, visitar: www.spinoff.nasa.gov

7- Web de Green Sense Farms

8- culturavegana.com, «Los invernaderos flotantes que usan agua de mar», Editorial Cultura Vegana, Publicación: 11 noviembre, 2021

9- culturavegana.com, «Greenery de Freight Farms», Editorial Cultura Vegana, Última edición: 28 febrero, 2021 | Publicación: 16 septiembre, 2018


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