Investigación revela un método económico para cultivar algas en alta mar

En Maine, el cultivo de algas para su uso en alimentos, cosméticos y fertilizantes ha crecido rápidamente, aunque los costos siguen siendo elevados. Muchos nuevos cultivadores enfrentaron el desafío de la falta de herramientas de análisis de costos confiables que guíen sus decisiones de gasto y ayuden a construir planes de negocio sostenibles.

Para abordar esta necesidad, investigadores de Kelson Marine en Portland y de la Universidad de Maine desarrollaron una herramienta que proporciona análisis económicos detallados y resalta estrategias para reducir los costos del cultivo de algas. Este modelo considera diferencias en la selección de sitios, patrones climáticos, tamaño de cultivos y otros detalles específicos de cada escenario. Está diseñado tanto para operaciones costeras como para aquellas en alta mar, incluyendo grandes granjas en el Golfo de Maine que están completamente expuestas a las olas impulsadas por tormentas.

El líder del proyecto, Zach Moscicki, ingeniero oceánico de Kelson Marine, explicó cómo se debe utilizar la herramienta: "Al usar este modelo para investigar las implicaciones de cualquier diseño de granja o decisión operativa, podemos ayudar a los cultivadores de algas a reducir significativamente los costos de producción y lograr sostenibilidad económica". Moscicki agregó que la herramienta permite navegar cuidadosamente por las múltiples compensaciones asociadas con cada decisión, evitando mejoras que, aunque reduzcan costos en un aspecto, puedan incrementarlos en otro.

Modelando condiciones reales de cultivo de algas

El modelo reúne una amplia gama de información de cada escenario de cultivo, como condiciones oceánicas y climáticas específicas del sitio, características de los cultivos y patrones de crecimiento de diferentes especies de algas, tipos y tamaños de embarcaciones, configuraciones laborales, tecnologías utilizadas en las operaciones diarias, infraestructura costera cercana, cronogramas de mantenimiento y más.

Al mostrar cómo todos estos elementos se combinan para afectar la rentabilidad general y cómo diferentes diseños de granja y elecciones operativas interactúan entre sí, la herramienta ofrece a los cultivadores de algas una visión del verdadero impacto de las ideas de ahorro de costos. Los cambios posibles incluyen procesar o almacenar algas a bordo de las embarcaciones, o agregar equipos que permitan a las tripulaciones trabajar más rápidamente.

Pruebas del modelo en el cultivo de algas azucaradas en alta mar

Para evaluar el rendimiento del modelo, el equipo lo aplicó a una operación hipotética de cultivo de algas azucaradas que cubría 1000 acres, ubicada a unas 12 millas de la costa en aguas de 330 pies de profundidad. Ejecutaron múltiples escenarios, comparando diferentes diseños de granja y enfoques operativos, para entender cómo cada elección afectaría el cultivo en este sitio desafiante.

El modelo demostró que operar una granja de algas diseñada simplemente para bajos costos de construcción y alta producción resultaría en costos de producción de $2618 por tonelada de algas frescas. Al probar sistemáticamente alternativas de diseño y opciones operativas con la herramienta, identificaron una combinación de mejoras que redujo el costo proyectado de producción en un 85%, llevándolo a $383 por tonelada de algas frescas. Entre los cambios más efectivos se incluyeron la instalación de líneas de cultivo más profundas, el uso de equipos mecanizados para la siembra y cosecha, el procesamiento de algas en el sitio en forma de pulpa, el ajuste de tamaños de embarcaciones y la elección de diferentes tipos de embarcaciones.

El equipo de Kelson Marine y UMaine trabajó con científicos de la Universidad de New Hampshire, el Instituto Oceanográfico Woods Hole y Vertical Bay Maine para apoyar el esfuerzo.

Publicación, divulgación y apoyo a la investigación

El marco detrás de la herramienta y los resultados del estudio de caso se describieron en Algal Research. Los cultivadores de algas en Maine y en otros lugares que estén interesados en que sus operaciones sean analizadas con la herramienta pueden contactar a Moscicki.

El financiamiento para este trabajo provino de Conscience Bay Research, The Builders Initiative y del financiamiento dirigido por el Congreso para el año fiscal 2024 asegurado por los senadores estadounidenses Susan Collins y Angus King a través de la Administración de Pequeñas Empresas de EE. UU.. También se utilizaron herramientas de análisis estructural desarrolladas y probadas bajo el programa ARPA-e MARINER del Departamento de Energía de EE. UU..

Avanzando en la economía azul de Maine

La nueva herramienta forma parte de un patrón más amplio de actividades en las que estudiantes y profesores de UMaine ayudan a sostener y expandir la economía azul del estado, el grupo de industrias que aprovechan los recursos oceánicos para apoyar el crecimiento económico mientras protegen el medio ambiente.

A través de nuevas tecnologías y esfuerzos de desarrollo de la fuerza laboral, la universidad está ampliando la comprensión de los cambios ecológicos y socioeconómicos que influyen en las comunidades costeras y los negocios en Maine. Los miembros del cuerpo docente y los estudiantes también están investigando oportunidades para mercados y sectores emergentes conectados al mar.

"Lo emocionante de este nuevo modelo es que es el análisis de costos más completo y detallado del crecimiento de algas en alta mar en EE. UU. hasta la fecha", afirmó Damian Brady, profesor de ciencias marinas en UMaine. "Y este tipo de análisis nos ayuda a encontrar puntos críticos donde las inversiones en tecnología pueden cambiar rápidamente el análisis de costo-beneficio".