¿los aviones y barcos podrán funcionar con algas?

Células verdes giran en torno a una cámara iluminada con luz roja, impulsadas por una cuchilla a través de agua burbujeante. Estas pequeñas células de algas marinas, llamadas gametofitos, se convertirán en una variedad de kelp de rápido crecimiento, parte de lo que alguna vez fue una iniciativa financiada por el gobierno para desarrollar biocombustibles sostenibles para el transporte en Estados Unidos.

La electricidad procedente de la energía solar y eólica puede impulsar automóviles; sin embargo, los barcos y las aeronaves funcionan en gran medida con combustibles líquidos elaborados con un alto porcentaje de petróleo o gasolina.

Al quemarse, estos emiten dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero que provoca el calentamiento global. El biocombustible, refinado a partir de material orgánico como plantas o algas, es una posible opción para cambiar la composición de los combustibles.

Un tipo de biocombustible proviene del kelp. Mediante un proceso que utiliza calor y presión para producir combustible, conocido como licuefacción hidrotermal, esta humilde alga podría impulsar barcos y aeronaves sin necesidad de ningún derivado del petróleo.

“Necesitamos otras fuentes de energía que sean sostenibles; no podemos depender únicamente del petróleo”, afirmó Scott Lindell, científico marino del Instituto Oceanográfico Woods Hole, a unos 90 minutos en auto al sur de Boston. “Difícilmente hay algo más simple, o que crezca tan rápido y de manera tan sostenible, como las algas marinas”.

Los biocombustibles existentes, como el etanol derivado del maíz, funcionan principalmente como aditivos de la gasolina. Los cultivos de maíz requieren tierras agrícolas, agua dulce y pesticidas, mientras que el kelp, en cambio, puede cultivarse en el océano con recursos mínimos.

Aunque cualquier bioetanol -ya sea producido a partir de maíz o de kelp- libera gases peligrosos al quemarse, como el acetaldehído, en general, estos combustibles producen menos gases de efecto invernadero en comparación con los derivados del petróleo.

Investigadores como Lindell han logrado criar con éxito variedades de kelp que, en algunos casos, producen hasta tres veces más biomasa que las cepas convencionales. Sin embargo, las empresas energéticas se muestran reacias a invertir en proyectos de acuicultura a gran escala sin una demanda demostrada, y los agricultores dudan en ampliar la producción sin un comprador garantizado, lo que crea un círculo vicioso que ha frenado el desarrollo de la industria.

Las granjas acuícolas actuales siguen siendo pequeñas y suministran kelp principalmente a restaurantes, empresas de cosméticos y productores de fertilizantes. Hauke Kite-Powell, ingeniero y analista económico en Woods Hole, señaló que ampliar la producción de kelp para sostener una economía de biocombustibles requeriría un apoyo gubernamental sostenido, más allá del sector privado.

Aunque la volatilidad del precio del petróleo, impulsada en parte por conflictos internacionales como la guerra en Irán, ha provocado oleadas de renovado interés en la independencia energética, el respaldo del gobierno a opciones como el biocombustible fluctúa en Estados Unidos. En 2016, un programa dirigido por el Departamento de Energía se propuso desarrollar herramientas para la producción de biocombustible a base de kelp.

El programa, conocido como MARINER (Macroalgae Research Inspiring Novel Energy Resources, o Investigación en Macroalgas que Inspira Nuevos Recursos Energéticos), incluía proyectos que iban desde el desarrollo de cepas de kelp resistentes al calor, capaces de soportar el calentamiento de los océanos, hasta estudios sobre genomas de algas marinas. El Departamento de Energía suele respaldar proyectos exploratorios, de alto riesgo y alta recompensa, y los investigadores vinculados a MARINER indicaron que lograron avances, como aumentar los rendimientos del alga.

El programa reflejaba una iniciativa similar de prueba de viabilidad que comenzó en la década de 1970 y que se canceló rápidamente una vez que los precios del petróleo se estabilizaron. El laboratorio de Lindell, financiado por MARINER, se centró en mejorar el rendimiento del cultivo mediante la cría selectiva de kelp con cualidades deseables, como capacidades no reproductivas para evitar el cruce con kelp silvestre, de modo que, con el tiempo, los agricultores pudieran ampliar su producción del alga.

La financiación de Lindell a través de MARINER duró seis años y concluyó en 2024. Desde entonces, las oportunidades de financiación federal para investigación han sido menos numerosas y se han retrasado. Pero la necesidad urgente de energía sostenible sigue vigente, sostuvo. “No creo que las cosas hayan cambiado de manera increíble desde la primera crisis del petróleo”.

Los agricultores señalan las dificultades para encontrar compradores constantes de kelp. Oliver Dixon, un cultivador de mariscos con sede en Point Judith, Rhode Island, cultiva el alga para complementar su negocio de ostras durante el invierno. Hasta este mes, espera cosechar alrededor de 4.500 kilogramos de kelp y vender la mayor parte a restaurantes locales y mercados de mariscos.

“Los compradores van y vienen; es bastante desalentador”, comentó Dixon. Su granja de 3,6 hectáreas (9 acres) es cientos de veces más pequeña de lo que se necesitaría para producir biocombustible y, sin una demanda comprobada del sector energético, no tiene planes de expandirse.

Bren Smith, agricultor oceánico y cofundador de GreenWave, una organización sin fines de lucro que apoya a agricultores oceánicos, sostiene que el problema no es la falta de demanda, sino dónde tiene sentido económico el kelp: actualmente es más viable en productos como cosméticos o alimentos, en lugar de combustible, que sigue siendo uno de sus usos de menor valor.

“Ya hemos cometido este error antes, ¿no?”, expresó Smith, refiriéndose a las inversiones a gran escala en investigación del kelp enfocadas en la producción de combustible en lugar de los innumerables usos del alga. “Competir con la industria más avanzada técnicamente y subsidiada del planeta: la industria de los combustibles fósiles”.

Aun con un comprador garantizado, ampliar el cultivo de kelp enfrentaría obstáculos regulatorios, según Kite-Powell. En Estados Unidos, las aguas costeras se priorizan en gran medida para la recreación, la pesca y la conservación, lo que dificulta obtener permisos para grandes proyectos de acuicultura. En contraste, países de Asia suelen priorizar extensas granjas de algas marinas, que a veces cubren bahías enteras.

Por ahora, la mayoría de las granjas en Estados Unidos siguen siendo pequeñas y cercanas a la costa. Dixon explicó que no puede obtener un permiso para mantener la infraestructura de su granja en el agua durante todo el año, lo que le obliga a retirar sus líneas y anclas cada primavera y reinstalarlas en otoño.

Trasladar las granjas más lejos de la costa podría permitir operaciones más grandes, pero introduce desafíos de ingeniería y ambientales, incluido el riesgo de que diversos animales marinos queden atrapados en ellas y la posibilidad de que el kelp cultivado compita con otras formas de vida marina para obtener nutrientes.

“Todavía no comprendemos completamente cuáles podrían ser todos los efectos secundarios ecológicos de la agricultura oceánica a muy gran escala”, advirtió Kite-Powell.

Aun así, científicos como Lindell siguen confiando en que su trabajo se aplicará a una industria de biocombustibles en el futuro. En su laboratorio hay viales y matraces de vidrio con más de 2.600 cepas de kelp de azúcar recolectadas en toda Nueva Inglaterra, que él continúa estudiando y criando de forma selectiva con la esperanza de que la industria energética transite hacia fuentes renovables. Para él, los precios volátiles del combustible y la naturaleza finita de recursos como el petróleo apuntan a un cambio en el futuro.

“Llegaremos a darnos cuenta de que las cosas han cambiado en el mercado y que no podremos exprimir más petróleo de la tierra dentro de 30 años”, afirmó.