Años atrás, intenté entender
si era posible desarrollar biocombustibles
de manera que pudiera reemplazar los combustibles fósiles
sin competir por el agua, los fertilizantes o la tierra
para la agricultura.
Aquí está lo que se me ocurrió.
Imaginen que construimos un recipiente, que lo ponemos
apenas bajo el agua, y lo llenamos con aguas residuales
y un tipo de microalgas para producir petróleo,
y lo hacemos de material flexible
que se mueve con las olas bajo el agua.
El sistema que construiremos, por supuesto,
utilizará energía solar para hacer crecer las algas,
y ellas usarán CO2, lo que es bueno.
Y producirán oxígeno a medida que crecen.
Las algas crecen en un recipiente que
disipa el calor en el agua circundante,
y uno puede cosecharlas para producir biocombustibles,
cosméticos, fertilizantes o para alimentar animales.
Por supuesto, se tendría que usar una gran área,
y habría que preocuparse por otros grupos involucrados
como pescadores, barcos y demás.
Estamos hablando de biocombustibles,
y sabemos la importancia de obtener
combustibles líquidos alternativos.
¿Por qué hablamos de microalgas?
Aquí ven un gráfico que muestra los diferentes tipos
de cultivos que considerados para la fabricación de biocombustibles.
Se pueden ver algo como soja,
que genera 470 litros por hectárea por año,
o el girasol, la canola, la jatrofa o la palma, y
esta barra alta muestra lo que las microalgas pueden aportar.
Es decir, las microalgas aportan entre 19 000
y 47 000 litros por hectárea por año,
en comparación con los 470 litros por hectárea por año de la soja.
¿Qué son las microalgas? Son micro,
es decir, son extremadamente pequeñas, como pueden ver aquí
en una foto de esos organismos unicelulares
comparados con un cabello humano.
Esos pequeños organismos han existido
durante millones de años y hay miles
de especies diferentes de microalgas en el mundo,
algunas son las plantas de más rápido crecimiento en el planeta,
y producen, como ya les mostré gran cantidad de petróleo.
y, ¿por qué queremos hacerlo en la costa?
Bueno, la razón para hacerlo en la costa es porque
al ver nuestras ciudades costeras, no hay otra opción,
ya que utilizaremos aguas residuales, como dije,
y la mayoría de las plantas de tratamiento
de aguas residuales, están dentro las ciudades.
Esta es la ciudad de San Francisco, que tiene 1450 km
de tuberías de alcantarillado
para descargar sus aguas residuales en el mar.
Cada ciudad del mundo trata sus aguas residuales
de manera diferente. Algunas las procesan.
Otras simplemente las liberan.
Pero en todos los casos, el agua vertida es
perfecta para el cultivo de microalgas.
Así que imaginemos cómo se vería el sistema.
Lo llamamos OMEGA, que es el acrónimo (en inglés) para
Cápsulas Costeras de Membrana para Cultivo de Algas.
En la NASA, se deben tener buenos acrónimos.
¿Cómo funciona? Trataré de mostrárselos.
Ponemos las aguas residuales y una fuente de CO2
en la estructura flotante.
Las aguas residuales proporcionan nutrientes para que las algas crezcan,
y capten el CO2 que de lo contrario se iría
a la atmósfera como un gas de efecto invernadero.
Por supuesto utilizan energía solar para crecer,
y la energía de las olas sirve
para mover las algas. La temperatura
se controla con el agua circundante.
Las algas que crecen producen oxígeno, como dije,
y también producen biocombustibles, fertilizantes, alimentos y
otros productos valiosos.
El sistema está confinado. ¿Qué quiero decir?
Es modular. Es decir, si acaso le pasa algo
totalmente inesperado a uno de los módulos;
aparecen fugas, lo alcanza un rayo.
El agua residual que se filtrara es agua que ahora mismo,
llega a ese ambiente costero; y
las algas que salen son biodegradables,
y, como viven en aguas residuales,
son de agua dulce, lo que significa que no pueden
vivir en agua salada, y mueren.
El plástico con que se construyen es
bien conocido, con él tenemos experiencia.
Podremos reconstruir los módulos para reutilizarlos.
Y podremos ir más allá de
este sistema que les muestro, es decir,
podremos pensar en términos del agua, el agua dulce,
que también será un problema en el futuro.
Ahora estamos trabajando en métodos
para recuperar las aguas residuales.
También hay que tener en cuenta la propia estructura
que proporciona una superficie para las cosas en el mar,
y esta superficie, que está cubierta por algas
y otros organismos,
se convertirá en un hábitat marino mejorado
que aumenta la biodiversidad.
Finalmente, dado que es una estructura costera,
podemos pensar en cómo podría contribuir
a una actividad de acuicultura.
Probablemente estén pensando,
"¡Que buena idea! ¿Qué se puede hacer para hacerla realidad?"
Bien, puse laboratorios en Santa Cruz,
en las instalaciones de Pesca y Caza de California
donde nos permitieron tener grandes tanques de agua marina
para probar algunas de estas ideas.
También montamos experimentos en San Francisco,
en una de las tres plantas de tratamiento de aguas residuales,
un centro de prueba de ideas.
Y por último, queríamos encontrar un sitio para
investigar el impacto de esta estructura
en el medio marino; creamos una planta experimental
en un laboratorio llamado "Moss Landing Marina Lab."
en la Bahía de Monterrey. Allí trabajamos en un puerto
para ver el impacto que tendría en los organismos marinos.
El laboratorio que establecimos en Santa Cruz fue nuestro "skunkworks".
Era un lugar donde hacíamos crecer algas,
soldando plástico, construyendo herramientas
y cometiendo un montón de errores.
O, como decía Edison, estábamos
encontrando las 10 000 maneras para que el sistema no funcionara.
Hicimos crecer algas en aguas residuales, y construimos herramientas
que nos permitían entrar en la vida de las algas.
Así podíamos vigilar la manera como crecen,
qué las hace felices, y cómo asegurarnos que
el cultivo sobreviva y prospere.
El aspecto más importante que necesitábamos desarrollar fueron los
llamados fotobiorreactores.
Estas son estructuras que flotan en la
superficie, de algún material plástico barato
para que crezcan las algas. Llegamos a producir montones
de diseños, la mayoría de ellos fueron horribles fracasos.
Y cuando finalmente llegamos a un diseño que funcionó,
en cerca de 110 litros, escalamos a
1700 litros en San Francisco.
Permítanme mostrarles cómo funciona.
Hacemos circular las aguas residuales con algas de nuestra elección,
hacia esta estructura flotante,
tubular, de plástico flexible,
para que la atraviesen.
Por supuesto hay luz solar en la superficie,
y las algas crecen por los nutrientes.
Pero esto es como meter la cabeza en una bolsa plástica.
Las algas no se asfixian por el CO2,
como nosotros.
Se asfixiarían por el oxígeno que producen,
aunque en realidad no las asfixia, sino que
es problemático. El CO2 sí lo aprovechan todo.
Lo siguiente que hicimos fue encontrar la manera
de retirar el oxígeno, lo cual logramos con esta columna
que hace circular parte del agua,
y devuelve el CO2, por medio de burbujeo en el sistema
antes de recircular el agua.
Lo que Uds. ven aquí es el prototipo,
del que fue el primer intento de construcción de este tipo de columna.
La columna más grande fue la que luego
instalamos en San Francisco.
La columna tenía en realidad otra característica muy interesante,
y es que hacía asentar las algas en ella,
lo que nos permitía acumular la biomasa de algas
donde podríamos cosecharla fácilmente.
Para retirar las algas concentradas
en la parte inferior de la columna, aplicamos
un procedimiento para hacerlas flotar
en la superficie y así poderlas extraer con una red.
Queríamos investigar también cuál sería el impacto
de este sistema en el ambiente marino.
Mencioné que hemos puesto este experimento en una estación
en el "Moss Landing Marine Lab".
Bien, encontramos, por supuesto, que este material
se saturó de algas y fue necesario desarrollar
un procedimiento de limpieza. También vimos cómo
las aves y los mamíferos marinos interactuaban.
Aquí se ve una nutria de mar que encuentra esto increíblemente interesante,
y periódicamente pasaría por esta pequeña
cama flotante. Hubiéramos querido contratar a este chico
o entrenarlo para limpiar la superficie.
Pero eso es para el futuro.
En realidad estábamos
trabajando en cuatro áreas.
Nuestra investigación cubría la biología del sistema,
que incluía el estudio de cómo crecen las algas,
lo que comen y lo que las mata.
Hicimos ingeniería para comprender lo que necesitaríamos
para construir esta estructura,
no solo en pequeña escala, sino cómo construirla
en la gran escala que finalmente será necesaria.
Mencioné que estudiamos aves y mamíferos marinos
y básicamente el impacto ambiental
del sistema. Finalmente miramos la economía,
lo que quiero decir con economía es,
¿cuánta energía se requiere para operar el sistema?
¿Se obtendrá más energía del sistema
que la que hay que emplear
en hacer que funcione?
¿Y acerca de los costos de operación?
¿Y los costos de capital?
¿Y qué de la estructura económica completa?
Déjenme decirles que no será fácil,
que hay mucho más por hacer en esas cuatro
áreas para que el sistema realmente funcione.
Pero no tenemos mucho tiempo, y me gustaría mostrarles
un dibujo de cómo podría ser este sistema
si nos encontramos en una bahía protegida
en algún lugar en el mundo. Tenemos en segundo plano
esta imagen, la planta de tratamiento de aguas residuales
y una fuente de CO2 de gases de combustión.
Pero al estudiar la economía del sistema,
se ve que en realidad será difícil hacer que funcione.
A menos que se vea como una manera de tratar las aguas residuales,
de captar carbono y potencialmente para paneles fotovoltaicos,
o para captar energía de las olas, o incluso para energía eólica.
Y si se piensa en la
integración de todas estas actividades,
también se podría incluir la acuicultura.
Así podríamos tener cultivos de mariscos
donde produciríamos mejillones o vieiras.
Cultivaríamos ostras y otros
alimentos y productos de alto valor.
Así se puede generar un mercado a medida que agrandamos el sistema,
hasta convertirlo, en última instancia,
en algo competitivo para producir combustibles.
Surge entonces la gran cuestión del
plástico en el mar con su muy mala reputación actual.
Hemos pensado en esto, de punta a punta.
¿Qué vamos a hacer con todo este plástico que
necesitaremos en el medio marino?
Bueno, no sé si saben,
pero en California, hay una enorme cantidad de plástico
que se utiliza en el campo para cubrir el suelo.
Con plástico se forman estos pequeños invernaderos
sobre la superficie del suelo.
Calientan la tierra para prolongar la estación de crecimiento,
permiten controlar las malezas,
y, por supuesto, hacen el riego mucho más eficiente.
Así que el sistema OMEGA contribuirá
en producir estos resultados y, cuando terminemos
de usarlos en el medio marino, los podremos llevar
a los campos. Eso espero.
¿Dónde vamos a ponerlo?
¿Y cómo se verá en la costa?
Esta es una imagen de lo que podría hacerse en la bahía de San Francisco.
San Francisco produce 245 millones de litros al día
de aguas residuales. Si imaginamos un tiempo de retención de 5 días
para este sistema, necesitaríamos acomodar
1230 millones de litros, en unas 520 hectáreas, con
estos módulos OMEGA flotando en la bahía.
Bueno, eso es menos del 1%
del área de la bahía.
A 18 700 litros por hectárea por año,
se producirían más de 7,5 millones de litros de combustible,
aproximadamente el 20% del biodiesel,
o del diesel que se necesitaría en San Francisco,
y esto sin hacer nada con la eficiencia.
¿Dónde más podríamos poner este sistema?
Hay muchas posibilidades.
Por supuesto, la bahía de San Francisco, como ya he mencionado.
La bahía de San Diego es otro ejemplo,
Mobile Bay, o la bahía de Chesapeake. Pero la realidad es que,
a medida que sube el nivel del mar, habrá montones
de nuevas oportunidades. (Risas)
Estoy hablando de un sistema
de actividades integradas.
Producción de biocombustibles, integrada con energía alternativa,
integrada con acuicultura.
Me puse a buscar un camino
para la producción innovadora de biocombustibles sostenibles,
y en el camino descubrí que lo que es realmente necesario
para la sostenibilidad es integración, más que innovación.
A largo plazo, tengo mucha fe
en nuestro ingenio colectivo y conectado.
Creo que casi no hay límite en lo que podemos lograr
si estamos radicalmente abiertos
y no nos importa quién se lleva el crédito.
Las soluciones sostenibles para nuestros problemas en el futuro
tendrán que ser diversas
y tendrán que ser variadas.
Creo que tenemos que considerarlo todo,
todo, desde alfa hasta OMEGA.
Gracias. (Aplausos)
(Aplausos)
Chris Anderson: Solo una pregunta rápida, Jonathan.
¿Puede seguir avanzando este proyecto dentro de la
NASA o necesita algunos fondos ambiciosos
de energía verde que vengan y lo tomen por el cuello?
Jonathan Trent: Hemos llegado ya a una etapa
en la que a la NASA le gustaría liberarlo,
que se volviera externo. Hay un montón de asuntos
reapecto a hacerlo en los EE.UU., debido a las limitaciones
por los permisos y el tiempo requerido para obtenerlos,
si se quiere hacer algo en la costa.
Realmente, en este punto, se requiere gente externa.
Estamos radicalmente abiertos con esta tecnología
que vamos a lanzarla
para que cualquiera que esté interesado,
pueda tomarla e intentar hacerla realidad.
CA: Muy interesante. No la están patentando.
La están publicando.
JT: Así es.
CA: Muy bien. Muchas gracias.
JT: Gracias. (Aplausos)