El revolucionario invento para cultivar más en poco espacio: torres hidropónicas con placas solares y agua de lluvia

La película Alcarrás plasmó hace años la lucha entre la agricultura y las nuevas granjas solares que se están instalando en España. No es un problema único del campo español, proyectos de países de todo el mundo buscan la forma de integrar tecnología y naturaleza para mantener los beneficios de ambos sectores, incluso, impulsando la producción de verduras creando un sistema simbiótico. Con este objetivo, surgen cultivos hidropónicos que crecen bajo la sombra de paneles solares semitransparentes y recogen agua de lluvia.

"Queremos evitar que a futuro surja una competencia entre la necesidad de cultivar alimentos y la de producir energía. Con este sistema ambas actividades se pueden dar y beneficiarse mutuamente", Sebastián Cáceres, estudiante de la Maestría en Ingeniería - Ingeniería de Biosistemas. Ingenieros de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) están diseñando un nuevo sistema de cultivo que aprovecha mejor el metro cuadrado e integra energía solar y agricultura hidropónica.

La iniciativa de Cáceres y el profesor Javier Rosero, de la Facultad de Ingeniería, está aún en una fase inicial de prototipado. Sin embargo, lo que propone es un diseño modular que integra tecnologías ya experimentadas en otras investigaciones como los paneles solares semitransparentes, la recolección de agua de lluvia y la agricultura hidropónica.

KTU Omicrono

[El invento que lucha contra la sequía del campo: avisa cuando a un cultivo le falta agua antes de que se estropee]

Estas nuevas fórmulas se han denominado como agrovoltaica y el objetivo es generar una producción y consumo de energía renovables más compatible con la naturaleza, reducir el gasto de agua y acercar los cultivos allí donde se demanden los 365 días del año.

Torres modulares

Su propuesta no es cultivar en el suelo, sino en torres hidropónicas que recogen tanto el agua de lluvia como energía solar, al mismo tiempo que permiten el crecimiento de hortalizas como lechuga, acelga y espinaca. La torre, tal y como explica la UNAL, consiste en un sistema modular compuesto por varios anillos de 20 cm que se pilan uno sobre otro.

Así, se forma una estructura de hasta 2,5 m de altura, según las necesidades de cultivo de cada agricultor. Este tamaño facilita que crezcan unas 80 plantas por metro cuadrado, en comparación con las 10 plantas que podrían sembrarse de forma tradicional en la tierra, según cálculos de los investigadores. 

Diseño de torre modular para cultivo agrovoltaico Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Omicrono

Este diseño de cultivo hidropónico en vertical facilita también el trabajo de los operarios que ya no tienen que permanecer horas agachados para trabajar el suelo. Uno de los objetivos es reducir la fatiga de los trabajadores en agricultura.

Además, según muestran los diseños, el sistema permitiría que las torres giraran buscando la luz solar como girasoles y asegurarse que tanto los paneles solares como los vegetales reciben durante todo el día la cantidad de luz necesaria. 

Energía solar en el campo

En lo alto de la torre, un panel solar recoge la luz del día y genera electricidad. No obstante, el uso de paneles puede suponer un impedimento para el buen desarrollo de las hortalizas al proyectar sombra sobre ellas. Por eso los investigadores de la UNAL están explorando alternativas como los paneles solares semitransparentes que permiten el paso de una mayor cantidad de luz al cultivo, y por lo tanto reducen ese posible impacto negativo.

Otros países están explorando proyectos similares en los que aprovechar el espacio de los cultivos para recolectar energía solar sin renunciar a ninguna de las dos opciones. Lechugas y paneles solares conviven en un mismo espacio sirviendo los segundos a un sistema que ayuda a cuidar a los primeros.

Cultivos agrovoltaicos de en los Pirineos Orientáles Sun'Agri Omicrono

En este sentido, la Universidad Western de Ontario, en Canadá, ha presentado este año un nuevo sistema para cultivar fresas y frutos rojos todo el año combinando tecnologías como la inteligencia artificial y la agrovoltaica, entre otras. Los frutos se cultivan bajo techo o bajo paneles solares semitransparentes. Estos últimos filtran la luz ultravioleta e infrarroja y dejan pasar el 70% de la luz visible a las plantas.

El 90% de la luz que filtra se dirige mediante reflectores hasta el extremo en el que se encuentran las células solares para convertirla en electricidad. Por su parte, otro estudio de la Universidad de California, Davis, también ha hecho estudios al respecto para que los paneles dejen pasar los fotones de diferentes espectros como la luz roja que ayuda a la fotosíntesis de las plantas y se queden con la luz ultravioleta y azul, por ejemplo, para generar energía.

Hydro Wind Energy Omicrono

[El ingenioso invento contra la sequía para desalar usando tu propia fuerza: produce 8 litros de agua potable por hora]

La siguiente fase en el desarrollo del sistema se centrará en realizar pruebas de resistencia y durabilidad que son fundamentales para asegurar que las estructuras de las torres y los paneles solares puedan soportar las condiciones ambientales de Cundinamarca, que tiene lluvias fuertes y momentos de vientos intensos.

Aunque el proyecto de Colombia no lo menciona, la mayoría de proyectos similares a este ya integran el uso de la inteligencia artificial en sus propuestas. La IA o los algoritmos han demostrado ser una gran ayuda para automatizar muchos de los procesos en el cuidado de los cultivos. 

Luces LED para cultivo de interior Food Security Structures Canada Omicrono

Pendientes de las necesidades de las plantas, como el grado de humedad del suelo o el nivel de luz natural que reciben, estos sistemas autónomos activan el riego o la luz artificial para compensar aquello que las plantas demandan sin que el agricultor tenga que estar las 24 horas pendientes de toda la plantación.