Explorando Entornos de Cultivo Subterráneos: Una Guía Completa

A medida que la población mundial continúa expandiéndose y el cambio climático se intensifica, la necesidad de métodos de producción de alimentos sostenibles y eficientes se vuelve cada vez más crítica. La agricultura tradicional enfrenta numerosos desafíos, incluida la escasez de tierra, la escasez de agua, la degradación del suelo y la vulnerabilidad a fenómenos meteorológicos extremos. En respuesta, están surgiendo enfoques innovadores, siendo uno de los más intrigantes los entornos de cultivo subterráneos.

Esta guía completa explora el potencial de los espacios subterráneos para fines agrícolas, examinando los beneficios, desafíos, tecnologías y aplicaciones globales de este campo en evolución. Profundizaremos en los diversos tipos de entornos de cultivo subterráneos, las tecnologías clave que los hacen posibles y el impacto potencial que pueden tener en la seguridad alimentaria y la sostenibilidad ambiental.

¿Qué son los Entornos de Cultivo Subterráneos?

Los entornos de cultivo subterráneos, también conocidos como agricultura subterránea, implican el cultivo de cultivos en espacios cerrados o semicerrados ubicados debajo de la superficie de la Tierra. Estos entornos pueden variar desde minas y cuevas reutilizadas hasta instalaciones subterráneas construidas a propósito. La característica clave es que ofrecen un entorno controlado y protegido, protegido de las condiciones climáticas externas, las plagas y los contaminantes.

A diferencia de la agricultura tradicional, el cultivo subterráneo depende en gran medida de las tecnologías de agricultura de ambiente controlado (CEA). Esto incluye el control preciso de la temperatura, la humedad, la iluminación y la entrega de nutrientes. Al manipular estos factores, los productores pueden optimizar el crecimiento de las plantas, aumentar los rendimientos y reducir el consumo de recursos.

Beneficios de los Entornos de Cultivo Subterráneos

El cultivo subterráneo ofrece una multitud de beneficios potenciales en comparación con la agricultura tradicional:

• Producción durante todo el año: Los entornos subterráneos están aislados de las variaciones estacionales, lo que permite la producción continua de cultivos independientemente del clima. Esto es particularmente valioso en regiones con inviernos duros o fenómenos meteorológicos extremos.
• Consumo reducido de agua: Los sistemas de circuito cerrado en las granjas subterráneas pueden reducir significativamente el uso de agua. El agua se recicla y se reutiliza, lo que minimiza el desperdicio y conserva este precioso recurso. Ejemplos de esto son la hidroponía y la aeroponía, que utilizan significativamente menos agua que la agricultura tradicional basada en el suelo.
• Eliminación de pesticidas y herbicidas: El entorno controlado reduce el riesgo de infestaciones de plagas y crecimiento de malas hierbas, eliminando la necesidad de pesticidas y herbicidas dañinos. Esto da como resultado productos alimenticios más saludables y seguros.
• Conservación de la tierra: El cultivo subterráneo utiliza espacios que a menudo no son aptos para otros fines, como minas abandonadas o sótanos urbanos. Esto libera valiosas tierras superficiales para otros usos, como la vivienda o la conservación.
• Costos de transporte reducidos: Las granjas subterráneas pueden ubicarse cerca de los centros urbanos, lo que reduce las distancias de transporte y los costos y emisiones asociados. Esto mejora la seguridad alimentaria y reduce la huella de carbono de la cadena de suministro de alimentos. Imagine una granja subterránea debajo de una ciudad densamente poblada como Tokio o Londres.
• Adaptación al cambio climático: Los entornos subterráneos ofrecen un amortiguador contra los impactos del cambio climático, como fenómenos meteorológicos extremos, sequías y fluctuaciones de temperatura. Esto los convierte en una opción resiliente para garantizar la seguridad alimentaria en un mundo cambiante.
• Mayor seguridad alimentaria: Al proporcionar una fuente de alimentos confiable y controlada, el cultivo subterráneo puede contribuir a una mayor seguridad alimentaria, especialmente en regiones con tierras agrícolas limitadas o condiciones ambientales desafiantes.

Desafíos de los Entornos de Cultivo Subterráneos

Si bien el cultivo subterráneo ofrece numerosas ventajas, también presenta varios desafíos:

• Alta inversión inicial: El establecimiento de una granja subterránea requiere una inversión inicial significativa en infraestructura, equipos y tecnología. Esto puede ser una barrera de entrada para los agricultores o empresarios a pequeña escala. La readaptación de una mina existente o la construcción de una nueva estructura subterránea presentan costos sustanciales.
• Consumo de energía: El cultivo subterráneo depende en gran medida de la iluminación artificial y los sistemas de control climático, que pueden consumir una cantidad significativa de energía. El uso de fuentes de energía renovables, como la solar o la geotérmica, es crucial para minimizar el impacto ambiental.
• Experiencia técnica: Operar una granja subterránea requiere conocimientos y habilidades especializados en áreas como la agricultura de ambiente controlado, la hidroponía y la iluminación LED. Una fuerza laboral capacitada es esencial para una operación exitosa.
• Ventilación y calidad del aire: Mantener una ventilación y una calidad del aire adecuadas es crucial para la salud de las plantas y la seguridad humana en entornos subterráneos. Se necesitan sistemas de ventilación adecuados para eliminar el exceso de humedad, dióxido de carbono y otros contaminantes.
• Accesibilidad y logística: Acceder y administrar instalaciones subterráneas puede ser un desafío, especialmente en ubicaciones remotas o en las profundidades del subsuelo. Se necesitan sistemas logísticos y de transporte eficientes para trasladar los cultivos y los suministros dentro y fuera de la granja.
• Impacto psicológico: Trabajar en un entorno cerrado y artificial puede tener efectos psicológicos en los trabajadores. Proporcionar simulaciones de luz natural e incorporar elementos de diseño biofílico puede ayudar a mitigar estos efectos.

Tecnologías clave para el cultivo subterráneo

Varias tecnologías clave son esenciales para el funcionamiento exitoso de los entornos de cultivo subterráneos:

• Iluminación LED: Los diodos emisores de luz (LED) son la principal fuente de luz en las granjas subterráneas. Los LED son de bajo consumo, tienen una larga vida útil y se pueden personalizar para proporcionar el espectro de luz específico requerido para un crecimiento óptimo de las plantas. La investigación continúa optimizando las recetas de LED para diferentes cultivos.
• Hidroponía y aeroponía: Estas técnicas de cultivo sin suelo se utilizan ampliamente en el cultivo subterráneo. La hidroponía implica el cultivo de plantas en soluciones de agua ricas en nutrientes, mientras que la aeroponía implica suspender las raíces de las plantas en el aire y rociarlas con soluciones de nutrientes. Ambos métodos reducen el consumo de agua y aumentan la eficiencia de la absorción de nutrientes.
• Sistemas de control climático: Los sofisticados sistemas de control climático regulan la temperatura, la humedad y los niveles de dióxido de carbono en entornos subterráneos. Estos sistemas garantizan condiciones de crecimiento óptimas para las plantas y evitan la acumulación de exceso de humedad o contaminantes.
• Sensores y automatización: Los sensores monitorean varios parámetros ambientales, como la temperatura, la humedad, la intensidad de la luz y los niveles de nutrientes. Estos datos se utilizan para automatizar los sistemas de control y optimizar las condiciones de cultivo. La automatización también puede reducir los costos de mano de obra y mejorar la eficiencia.
• Fuentes de energía renovables: La utilización de fuentes de energía renovables, como la solar o la geotérmica, es crucial para reducir el impacto ambiental del cultivo subterráneo. La energía geotérmica se puede utilizar para calefacción y refrigeración, mientras que la energía solar puede alimentar la iluminación LED y otros equipos.
• Sistemas de reciclaje de agua: Los sistemas de reciclaje de agua de circuito cerrado capturan y reutilizan el agua, minimizando el consumo de agua y reduciendo la huella ambiental. Estos sistemas a menudo implican procesos de filtración y esterilización para eliminar contaminantes y patógenos.

Aplicaciones globales del cultivo subterráneo

El cultivo subterráneo se está explorando e implementando en varios lugares del mundo, cada uno con aplicaciones y desafíos únicos:

• Minas reutilizadas: Las minas abandonadas se están reutilizando como granjas subterráneas en varios países. Por ejemplo, en el Reino Unido, Growing Underground ha transformado un antiguo refugio antiaéreo de la Segunda Guerra Mundial en una granja hidropónica que produce verduras de hoja verde. Se están llevando a cabo proyectos similares en los EE. UU. y Canadá, explorando el potencial de las minas abandonadas para fines agrícolas.
• Sótanos urbanos: Los sótanos urbanos y los espacios subterráneos se están utilizando para la agricultura vertical en ciudades densamente pobladas. En Japón, Pasona O2 ha creado una granja subterránea en el sótano de su sede de Tokio, lo que demuestra el potencial de la agricultura urbana. En París, Cycloponics está cultivando productos orgánicos en garajes subterráneos reutilizados.
• Túneles subterráneos: Los túneles subterráneos se están explorando como sitios potenciales para granjas subterráneas a gran escala. En Suiza, los investigadores están investigando la viabilidad de utilizar la infraestructura de túneles existente para la producción agrícola. Estos túneles ofrecen un entorno estable y controlado con infraestructura fácilmente disponible.
• Invernaderos geotérmicos: La combinación de energía geotérmica con la tecnología de invernaderos puede crear entornos de cultivo subterráneos altamente eficientes y sostenibles. En Islandia, los invernaderos geotérmicos utilizan energía geotérmica para calentar y alimentar sus operaciones, produciendo una variedad de cultivos durante todo el año. Este modelo podría adaptarse a entornos subterráneos.
• Instalaciones de investigación: Varias instalaciones de investigación se dedican a estudiar el cultivo subterráneo y desarrollar nuevas tecnologías. El Centro de Agricultura de Ambiente Controlado de la Universidad de Arizona está llevando a cabo investigaciones sobre la agricultura vertical subterránea, explorando las condiciones de cultivo óptimas para varios cultivos. Se están realizando investigaciones similares en otros países, incluidos los Países Bajos y Corea del Sur.

Estudios de caso: operaciones exitosas de cultivo subterráneo

Varias operaciones exitosas de cultivo subterráneo demuestran el potencial de este enfoque innovador:

• Growing Underground (Londres, Reino Unido): Ubicado a 33 metros debajo de las calles de Londres en un antiguo refugio antiaéreo, Growing Underground produce verduras de hoja verde utilizando hidroponía e iluminación LED. La granja suministra a restaurantes y supermercados locales, reduciendo las millas de alimentos y promoviendo la agricultura sostenible.
• Pasona O2 (Tokio, Japón): La granja subterránea de Pasona O2 en Tokio muestra el potencial de la agricultura urbana. La granja cultiva una variedad de cultivos, incluidos arroz, verduras y hierbas, utilizando hidroponía y tecnologías de ambiente controlado. Sirve como proyecto de demostración y centro educativo.
• Cycloponics (París, Francia): Cycloponics transforma los garajes subterráneos abandonados en granjas orgánicas. La granja cultiva champiñones y otros cultivos utilizando acuaponía y otras técnicas sostenibles. Proporciona productos frescos y locales a la comunidad y crea oportunidades de empleo.
• Deep Greens (Montreal, Canadá): Deep Greens es una granja urbana que utiliza la hidroponía en un espacio subterráneo reciclado. Se enfocan en entregar productos cultivados localmente a restaurantes, tiendas de comestibles y consumidores en el área de Montreal.

El futuro del cultivo subterráneo

El futuro del cultivo subterráneo parece prometedor, con esfuerzos continuos de investigación y desarrollo centrados en mejorar la eficiencia, reducir los costos y expandir la gama de cultivos que se pueden cultivar bajo tierra. A medida que avanza la tecnología y se logran economías de escala, es probable que el cultivo subterráneo se convierta en un componente cada vez más viable e importante del sistema alimentario mundial.

Varias tendencias clave están dando forma al futuro del cultivo subterráneo:

• Mayor automatización: La automatización jugará un papel cada vez más importante en las granjas subterráneas, lo que reducirá los costos de mano de obra y mejorará la eficiencia. Se utilizarán robots y sistemas automatizados para tareas como la siembra, la cosecha y el monitoreo de la salud de las plantas.
• Iluminación LED mejorada: La investigación sobre la tecnología de iluminación LED continuará optimizando los espectros de luz y reduciendo el consumo de energía. Se están explorando nuevas tecnologías LED, como los puntos cuánticos, por su potencial para mejorar el crecimiento de las plantas.
• Optimización basada en datos: El análisis de datos y el aprendizaje automático se utilizarán para optimizar las condiciones de cultivo y mejorar los rendimientos. Los sensores recopilarán una gran cantidad de datos sobre parámetros ambientales y la salud de las plantas, que se analizarán para identificar patrones y optimizar las estrategias de cultivo.
• Integración con entornos urbanos: Las granjas subterráneas se integrarán cada vez más en los entornos urbanos, proporcionando productos frescos y locales a los habitantes de la ciudad. Esto reducirá los costos de transporte y las emisiones, mejorará la seguridad alimentaria y creará empleos verdes.
• Expansión a nuevos cultivos: Se está investigando para ampliar la gama de cultivos que se pueden cultivar bajo tierra. Si bien las verduras de hoja verde y las hierbas son actualmente los cultivos más comunes, se están realizando esfuerzos para cultivar frutas, verduras e incluso cereales bajo tierra.
• Prácticas sostenibles: Un enfoque continuo en la sostenibilidad, incluidas las fuentes de energía renovables, la conservación del agua y la reducción de residuos, será crucial para minimizar el impacto ambiental del cultivo subterráneo.

Conclusión

Los entornos de cultivo subterráneos ofrecen una solución prometedora a los desafíos que enfrenta la agricultura tradicional. Al proporcionar un entorno controlado y protegido, las granjas subterráneas pueden producir cultivos durante todo el año, reducir el consumo de agua, eliminar los pesticidas y conservar la tierra. Si bien persisten los desafíos, los avances tecnológicos en curso y los estudios de caso exitosos demuestran el potencial del cultivo subterráneo para contribuir a un futuro más sostenible y seguro para los alimentos.

A medida que la población mundial continúa creciendo y el cambio climático se intensifica, los enfoques innovadores para la producción de alimentos serán esenciales. El cultivo subterráneo es uno de esos enfoques que es muy prometedor para garantizar un suministro de alimentos sostenible y resistente para las generaciones futuras. Al adoptar esta tecnología innovadora, podemos allanar el camino para un mundo más seguro para los alimentos y ambientalmente sostenible.

Información útil: Considere apoyar las granjas subterráneas locales o invertir en esfuerzos de investigación y desarrollo. Infórmese a sí mismo y a otros sobre los beneficios del cultivo subterráneo y su potencial para transformar el sistema alimentario.

Recursos adicionales

• Vertical Farm Daily: Proporciona noticias e información sobre agricultura vertical y agricultura de ambiente controlado.
• Asociación de Agricultura Vertical: Una organización global que promueve el avance de la agricultura vertical.
• Organizaciones locales de agricultura sostenible: Busque organizaciones locales en su área que apoyen iniciativas de agricultura sostenible.