Los sistemas alimentarios sólidos, sostenibles e inclusivos son fundamentales para alcanzar los objetivos de desarrollo a nivel internacional: el Banco Mundial (BM) indica que el progreso agrícola constituye uno de los medios más importantes para poner fin a la pobreza extrema e impulsar la prosperidad compartida y alimentaria.
Sin embargo, el crecimiento económico impulsado por la agricultura, la reducción de la pobreza y la seguridad alimentaria se encuentran en riesgo debido a que múltiples conmociones —como fenómenos meteorológicos extremos, plagas y conflictos— afectan los sistemas alimentarios.
El objetivo mundial de poner fin al hambre para 2030 está actualmente lejos de lograrse. Los conflictos armados, el cambio climático y los altos precios de los alimentos impulsan la inseguridad alimentaria y nutricional, empujando a millones de personas a la pobreza extrema y revirtiendo los avances en el desarrollo logrados con gran esfuerzo.
De hecho, alrededor de dos mil 500 millones de personas enfrentan ahora una inseguridad alimentaria aguda, según datos del Informe Mundial sobre las Crisis Alimentarias 2023.
Para resolver este problema, una investigación desarrollada por científicos estadunidenses propone un nuevo método de producción de alimentos: la electroagricultura.
Grosso modo, la idea sería sustituir los extensos campos agrícolas por edificios de varios pisos en cuyos interiores se daría el cultivo. Este nuevo enfoque agrícola podría llegar a reducir la cantidad de tierra necesaria para la agricultura tal y como la conocemos entre 88 y 94% gracias a la energía renovable, según explican los biólogos en un artículo publicado en la revista Joule de Cell Press.
“Creo que necesitamos llevar la agricultura a la siguiente fase de la tecnología y producirla de una manera controlada y desvinculada de la naturaleza tiene que ser el siguiente paso”, afirma Robert Jinkerson, bioingeniero de la Universidad de California y uno de los autores.
Pero ¿cómo sería todo esto posible? Principalmente gracias a los avances en la ingeniería genética, las mejoras en la electrólisis de CO2 (dióxido de carbono) y las energías renovables.
Proceso
La fotosíntesis es una reacción química que permite la existencia de casi toda la vida en la Tierra. Sin embargo, es extremadamente ineficiente a la hora de capturar energía: solo alrededor de 1% de la energía lumínica que absorbe una planta se convierte en energía química en el vegetal.
El equipo de científicos de este revolucionario sistema reemplaza la fotosíntesis por una reacción química alimentada con paneles solares que convierte de manera más eficiente el CO2 en una molécula orgánica capaz de alimentar a los vegetales, modificados genéticamente para que puedan nutrirse de dicha sustancia.
Poner en práctica a gran escala la electroagricultura conllevaría sustituir los campos de cultivo por edificios de varios pisos. Los paneles solares situados en los edificios o cerca de ellos absorberían la radiación solar y esta energía alimentaría una reacción química entre el CO2 y el agua para producir acetato, una molécula similar al ácido acético, el principal componente del vinagre.
El acetato se utilizaría para alimentar plantas cultivadas hidropónicamente. El método también podría utilizarse para cultivar otros organismos productores de alimentos, ya que el acetato lo utilizan de forma natural setas, levaduras y algas.
Para diseñar genéticamente plantas que se alimentan de acetato los investigadores aprovechan una vía metabólica que las plantas en germinación utilizan para descomponer los alimentos almacenados en sus semillas. Esta vía se desactiva una vez que las plantas son capaces de realizar la fotosíntesis, pero si se activa de nuevo les permite usar el acetato como fuente de energía y carbono.
El equipo centra inicialmente su investigación en los tomates y las lechugas, pero en el futuro tiene previsto ampliarla a cultivos básicos ricos en calorías como la yuca, el camote y los cereales.
Los investigadores ya consiguieron modificar plantas de tal modo, que las nuevas versiones pueden utilizar acetato además de la fotosíntesis, pero su objetivo final es lograr plantas que puedan obtener toda la energía necesaria del acetato, lo que significa que no necesitarían luz para nada.
Para llegar hasta ese punto primero habría que diseñar genéticamente plantas que se alimenten de acetato. “Si ya no necesitamos cultivar plantas con luz solar, entonces podemos desvincular la agricultura del medio ambiente y cultivar alimentos en entornos interiores y controlados”, explica Jinkerson.
Por su lado, el autor principal del experimento, Feng Jiao, electroquímico de la Universidad de Washington en St. Louis, señala que el objetivo de este nuevo proceso es aumentar la eficiencia de la fotosíntesis. “En la actualidad tenemos una eficiencia de alrededor de 4%, que ya es cuatro veces mayor que la de la fotosíntesis, y como todo es más eficiente con este método, la huella de CO2 asociada a la producción de alimentos se vuelve mucho menor”, puntualiza.
Beneficios
Al mejorar la eficiencia y reducir el uso de la tierra con electroagricultra una gran parte de la superficie terrestre podría recuperar su estado natural para restaurar los ecosistemas que sustentan la captura natural de carbono.
Los sistemas de electroagricultura pueden implementarse en entornos extremos, como desiertos, ciudades o incluso en Marte, donde de otro modo es difícil cultivar alimentos.
Este método de cultivo ayudaría a evitar picos de precios sobre los alimentos, ya que no estarían tan vinculados a factores climáticos, y permitiría localizar la producción, por ejemplo, cerca de las grandes ciudades.
La electroagricultura no requeriría de vastas extensiones de tierra ni de luz solar, sino que podría cultivarse, por ejemplo, en el interior de un edificio —de forma similar a lo que se conoce como agricultura vertical— pero en ausencia de luz.
Fuente: agtecher