Quando un'erba non è un'erbaccia? La risposta semplice è:quando è alga. Oggi, le alghe, che possono assumere la forma di un'erbaccia trasportata dall'acqua o di una normale schiuma di stagno, hanno un'immensa promessa di fornirci di tutto, dai mangimi per animali al carburante per aerei.
Algacoltura è la coltivazione commerciale delle alghe. Le alghe (il singolare è "alga", latino per "alga", ma raramente ne troverai solo una) sono semplici piante verdi che crescono nell'acqua. Il loro colore verde significa che producono il proprio cibo usando la fotosintesi, proprio come l'erba, gli alberi e il mais. Le alghe si presentano in due forme principali. Macroalghe sono alghe. Kelp cresce fino a più di 180 piedi (55 metri) di lunghezza nell'oceano [fonte:Edwards]. Nori è la varietà che troverai avvolta attorno al tuo sushi. Microalghe sono minuscole piante unicellulari che galleggiano nell'acqua, ognuna visibile solo al microscopio.
L'algacultura non è una novità. Le alghe furono coltivate per la prima volta in Giappone almeno 1.500 anni fa e la produzione di alghe è ancora un grande business lì [fonte:Guiry]. Il dulse è stato a lungo mangiato nelle isole britanniche e la microalga spirulina è stata raccolta dagli aztechi del Messico del XVI secolo. Oltre a fornire cibo per l'uomo, le alghe sono state utilizzate come fertilizzanti. Forniscono la carragenina addensante alimentare e altri agenti gelificanti e stabilizzanti che si trovano in tutto, dalla zuppa al dentifricio. In tutto il mondo, la produzione di alghe è un business da 6 miliardi di dollari [fonte:Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura].
Oggi, le alghe stanno attirando nuovi interessi e investimenti nella ricerca a causa del loro potenziale di fornire energia e combattere le minacce ambientali. Parte della massa organica delle alghe assume la forma di olio, che può essere spremuto e convertito in biodiesel. Le alghe battono a mani basse le piante terrestri per l'efficienza con cui producono petrolio. Alcune varietà di alghe producono un olio che può essere raffinato in benzina e persino carburante per aerei. La parte di carboidrati delle piante può essere fermentata per la produzione di etanolo.
Le alghe possono convertire l'anidride carbonica di scarto, un gas serra che si riversa dalle ciminiere, in prodotti utilizzabili. Possono aiutare a pulire l'acqua sporca, convertendo gli inquinanti in biomassa. Hanno usi aggiuntivi in prodotti farmaceutici e cosmetici.
Con tutto questo potenziale, questa "erba" sembra meritare sicuramente un'occhiata più da vicino.
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Perché le alghe hanno suscitato entusiasmo e attirato investimenti nella ricerca negli ultimi anni? Come tutte le piante verdi, le alghe contengono cloroplasti nelle loro cellule. Queste minuscole strutture sono cariche di clorofilla, una molecola che utilizza l'energia della luce per combinare carbonio e acqua in uno zucchero semplice. Le cellule trasformano ulteriormente alcuni di questi zuccheri in proteine e lipidi o olio.
Ma se le alghe fanno la stessa cosa del mais, del frumento e dei meli, perché preoccuparsi di allevarle? Dopotutto, le pannocchie, i panini dolci e la torta di mele hanno un sapore migliore delle alghe per la maggior parte di noi. Ecco alcune delle cose che le alghe hanno in serbo per loro:
Attratti da tutti questi vantaggi, i coltivatori di alghe hanno lavorato diligentemente per trovare modi efficienti ed economici per coltivare e raccogliere le piante. Il fattore costo è attualmente la grande sfida che deve essere vinta per rendere le alghe commercialmente redditizie.
Tutta l'algacultura richiede tre basi:acqua, luce e sostanze nutritive.
L'acqua è la cosa più facile. Non ha bisogno di essere potabile; diversi tipi di alghe crescono bene in acqua dolce, salata e sporca. La luce del sole, perché è gratuita, è la luce preferita. Ma la luce solare raggiunge solo 3 o 4 pollici (da 7 a 10 centimetri) in una massa di alghe, quindi i coltivatori devono agitare le alghe per esporle tutte alla luce [fonte:Chemeurope.com]. Il nutriente principale è l'anidride carbonica, che può provenire dall'aria o da altre fonti. L'agitazione o il gorgogliamento lo dissolvono nell'acqua. Il coltivatore deve fornire altri nutrienti, come azoto e oligoelementi, se non sono già nell'acqua.
Esistono tre sistemi di base per la coltivazione delle alghe, ognuno con i suoi vantaggi e svantaggi:
Tutti questi sistemi sono progettati per la coltivazione di microalghe, le varietà unicellulari che galleggiano nell'acqua. I coltivatori di solito coltivano macroalghe in mare aperto. L'acqua contiene già i nutrienti di cui le alghe hanno bisogno e fornisce buone condizioni di crescita. Il metodo tradizionale era semplicemente quello di raccogliere le alghe selvatiche, e questo viene ancora fatto nelle zone costiere di tutto il mondo.
Con l'aumento della domanda, i coltivatori hanno iniziato a coltivare alghe. Per alcune varietà, come le alghe, le spore sono attaccate a corde che vengono poi ancorate nell'oceano e le alghe possono crescere. Altri tipi crescono da pezzi di alga fissati su reti o depositati in pozze.
L'agricoltura esiste da 10.000 anni [fonte:Lienhard]. L'algacultura è relativamente nuova. Scienziati e ingegneri stanno studiando attivamente i modi migliori per allevare le alghe in modo efficiente. La raccolta delle piante è un altro argomento di intensa ricerca.
Controllo delle variabiliL'allevatore di alghe deve controllare due variabili importanti per ottenere un buon raccolto. Il livello di pH dell'acqua è importante:le alghe preferiscono un pH compreso tra 7 e 9, leggermente alcalino. Anche la temperatura è critica. Le alghe crescono principalmente tra 60 e 80 gradi Fahrenheit (da 16 a 27 gradi Celsius) e specie diverse hanno preferenze diverse [fonte:oilgae.com].
Raccogliere le microalghe significa rimuovere le piante microscopiche dall'acqua in cui crescono e concentrarle in una pasta. Il coltivatore deve quindi rimuovere l'umidità, lasciando una biomassa densa. Le dimensioni ridotte delle microalghe rappresentano un problema quando si tratta di raccolta.
Un metodo è la filtrazione . Il coltivatore può far scorrere l'acqua contenente le alghe attraverso una membrana di cellulosa i cui pori sono più piccoli delle cellule delle alghe. Questo può essere difficile perché i filtri si riempiono rapidamente di alghe e si intasano. I ricercatori sono alla ricerca di modi migliori per filtrare le alghe in modo efficiente.
Flocculazione , un altro metodo di raccolta, significa riunire le alghe. L'aggiunta di sostanze chimiche o tipi di alghe che si aggregano naturalmente può causare la formazione di grumi di microalghe che diventano più facili da raccogliere.
Un altro modo per raccogliere le alghe è la flottazione . Qui, il coltivatore usa l'aria compressa per creare una schiuma di bolle e alghe che porta le minuscole piante in superficie dove possono essere scremate.
Una centrifuga è ancora un altro metodo di raccolta. La rotazione di un contenitore pieno di acqua e alghe fa sì che le alghe si raccolgano in un'estremità.
Per raccogliere i loro raccolti nel modo più efficace, i coltivatori di alghe a volte combinano questi metodi. Potrebbero usare la flocculazione per formare grumi di alghe, quindi separarli con flottazione o una centrifuga. Trovare un modo davvero efficiente per raccogliere le microalghe è la chiave per abbattere i costi di coltivazione.
La raccolta delle macroalghe comporta diversi problemi. La raccolta delle alghe selvatiche è un processo laborioso. Alcuni tipi di alghe coltivate in condizioni controllate possono essere raccolte in reti. Le alghe sollevate su corde possono essere tirate fuori e appese ad asciugare. Le foreste di alghe nei mari poco profondi possono essere falciate dalle macchine, rimuovendo le cime dei letti di alghe sottomarini.
Una volta raccolte, le alghe devono essere drenate dalla sua acqua e asciugate. Una centrifuga può far uscire l'acqua, ma è relativamente costosa. Alcuni sistemi combinano raccolta e lavorazione, spargendo le alghe su filtri a nastro che lasciano defluire l'acqua, quindi rimuovendo più acqua utilizzando un mezzo capillare che preleva l'acqua dalla biomassa delle alghe.
Il prossimo passo è abbattere le pareti cellulari delle alghe per estrarre l'olio all'interno. Le alghe vengono fatte passare attraverso una vite o una pressa a pistone. Anche sostanze chimiche, impulsi elettromagnetici o ultrasuoni possono essere utilizzati per abbattere le cellule. Quando l'olio è stato drenato, la biomassa rimanente viene compressa in un panello da utilizzare come integrazione dell'alimentazione animale o come fertilizzante.
Le alghe hanno trovato una vasta gamma di usi, i più entusiasmanti in campo energetico.
Il clamore delle alghe è che sono una fonte ideale di energia rinnovabile e potrebbero essere il carburante ecologico definitivo. La ricerca del governo degli Stati Uniti e di aziende come Boeing, Chevron e Honeywell stanno sviluppando modi per rendere l'algacoltura una base economicamente praticabile per una nuova generazione di energia [fonte:Chemeurope.com]. Parte dell'attrazione è la gamma di combustibili in cui le alghe possono essere convertite.
Le alghe in realtà prosperano grazie all'acqua inquinata, il che significa che possono essere utilizzate per il trattamento delle acque reflue. Le alghe trasformano gli inquinanti delle acque reflue municipali, industriali o agricole in sottoprodotti utilizzabili come mangimi per animali o biomassa per la conversione in energia. Le alghe accumulano naturalmente metalli pesanti per la rimozione o il riciclaggio.
Poiché l'anidride carbonica, il gas serra che contribuisce al cambiamento climatico, è il cibo preferito delle alghe, le piante possono essere utilizzate per catturare il carbonio . Convertono il gas in composti di carbonio organico a una velocità molto più rapida rispetto alle piante terrestri. Una libbra (453,6 grammi) di alghe consuma 2 libbre (907,2 grammi) di anidride carbonica [fonte:Edwards]. Alimenta il gas di scarico di una centrale elettrica a carbone in una massa di alghe e loro lo divorano letteralmente. I gas di scarico possono essere immagazzinati per l'eliminazione permanente dall'atmosfera o convertiti in combustibili per ridurre l'uso di combustibili fossili.
Le alghe continuano a svolgere un ruolo come cibo e integratori per l'uomo. Le persone mangiano alghe in insalata e sushi e assumono integratori a base di microalga spirulina. Le alghe forniscono proteine complete, acidi grassi omega-3 e vitamine. Il carageen viene estratto dall'alga rossa nota come muschio irlandese e utilizzato come addensante.
Le alghe vengono anche utilizzate come mangime per bovini e animali marini come gamberetti e crostacei. La biomassa rimasta dopo la lavorazione delle alghe può talvolta essere applicata come fertilizzante organico ai campi agricoli. Le alghe trovano usi minori anche nei cosmetici e nei prodotti farmaceutici.
La ricerca sulla coltivazione, la raccolta e la lavorazione delle alghe sta avanzando su molti fronti. Dato il suo immenso valore, non c'è dubbio che questa semplice "erbaccia" giocherà un ruolo crescente nel futuro della nostra società e della nostra economia.
Grezzo verdeSe ti sembra strano immaginare la tua auto che corre sulle alghe, ripensaci. La materia prima che convertiamo oggi in benzina si è formata nel corso di milioni di anni da fioriture di alghe che si sono depositate sul fondo del mare e sono state ricoperte di sedimenti. Il calore e la compressione hanno trasformato le minuscole piante in petrolio greggio. I promotori del carburante a base di alghe lo chiamano "greggio verde" [fonte:Jha].
Prima di fare ricerche su questo articolo, onestamente non sapevo che le alghe e le alghe fossero forme diverse della stessa piccola pianta verde. Sono stupito dal potenziale delle alghe in così tante direzioni:cibo, energia, controllo dell'inquinamento. Progetti pilota sembrano spuntare ovunque, dagli esperimenti sulle alghe nel Long Island Sound agli sforzi per il biodiesel nel West Virginia fino a un progetto di assorbimento del carbonio in Oregon. Ho l'impressione che potremmo benissimo essere sull'orlo di una rivoluzione delle alghe.
