Granjas Verticales
“El futuro de la agricultura”
Liceo El Encuentro
Trabajo de Grado
Andrés Calvo
Contenido
Crisis Mundial
Población y Medio Ambiente 3
Agricultura 4
Origen de la Agricultura Moderna 5
El Problema de la Agricultura Moderna 5
Granja Vertical
Granjas Verticales 7
Necesidades 8
Ejemplo 9
Propuesta 10
#1 Crisis Mundial
Población y Medio ambiente
En primer lugar nuestro planeta se ha visto amenazado por nosotros,
sus habitantes, hemos entrado en un choque entre nuestra civilización
y el sistema ecológico de la tierra. Este choque esta causando una
destructiva crisis climática. Esta crisis se nota en las catástrofes
ecológicas tales como:
<< Destrucción de las pesquerías marinas y los arrecifes de
coral; la creciente escases de agua dulce; el agotamiento de la
capa superior del suelo en un gran número de zonas aptas para
EL CULTIVO; la tala de y quema de antiguos bosques, incluidas
selvas tropicales y subtropicales (…), la introducción de
contaminantes persistentes en la biosfera y la acumulación de
residuos tóxicos provenientes del procesamiento químico, la
minería, y otras actividades industriales (Agricultura), y la
contaminación del aire y del agua>>1
Esta crisis es causa del fenómeno climático llamado Calentamiento
Global, causado por gases contaminantes llamados “Gases de efecto
invernadero”, estos gases afectan la composición de la capa de ozono,
impidiendo la correcta entrada y salida de rayos solares. Al acumularse
los gases en la atmosfera, impiden que los rayos solares que entran,
salgan de esta, irradiando la tierra y sobrecalentándola.
La agricultura moderna también es causa de los desastres provocados
por el Calentamiento Global, las técnicas actuales liberan muchos de
los gases de efecto invernadero más peligrosos. La quema y la tala de
los cultivos son abundantes fuentes de hollín y dióxido de carbono
(CO2). Las sobreproducción de algunos cultivos liberan Metano y la
fertilización de los suelos, práctica común en la agricultura moderna,
1 GORE, Al, Nuestra Elección: Un plan para resolver la crisis climática.Bacelona:Editorial Gedisa, S.A.,2010. P. 32
libera Oxido Nitroso. Estos gases liberados en las técnicas de
agricultura, son clasificados como los más amenazantes. 2
En segundo lugar, la población actual de nuestro planeta ha alcanzado
cifras abismales, nunca antes registradas, debido a un crecimiento
descontrolado, trayendo consecuencias inevitables y catastróficas. En el
año 1900 la población rondaba los 1.600 millones de habitantes, sin
embargo en los últimos años ha habido una gigantesca explosión
demográfica, que trajo con si, la suma actual de población de 6.800
millones de habitantes.3
2 Ibid., P. 46. 3 División de Población de las Naciones Unidas, Population, Environment and Development: The Concise Report (Nueva York, Organización de las Naciones Unidas, 2001): 1. Disponible en http://www.un.org/spanish/esa/population/C2001English.pdf
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Las emisiones de carbono han aumentado proporcionalmente al
crecimiento poblacional, es decir en los últimos años ha cuadruplicado
su cantidad. Mientras que en 1.950 había una emisión de 1.630
millones de toneladas métricas de Dióxido de carbono (principal gas
causante del efecto invernadero), hoy llega a la asombrosa suma de
8.230 millones de toneladas métricas. Lamentablemente la proyección
para el año 2015, dice que la tierra será poblada por 9 mil millones de
habitantes, emitiendo cerca de 15. 000 millones de toneladas métricas
de CO2.45
En tercer lugar, la población urbana, es decir la cantidad de personas
que habitan las ciudades ha tenido también, un cambio drástico en los
4 T.A. Boden, G. Marland & R.J. Andrews, Global, Regional, and National Fossil-Fuel CO2 Emissions (Carbon Dioxide Information Analysis Center, Laboratorio Nacional de Oak Ridge, Departamento de Energía de EE. UU. Oak Ridge, TN: 2009). Disponible en http://cdiac.ornl.gov/trends/emis/tre_glob.html 5 División de Población de la Organización de las Naciones Unidas,World Population to 2300 (Nueva York, Organización de las Naciones Unidas, 2004). Disponible en http://www.un.org/esa/population/publications/longrange2/WorldPop2300final.pdf
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últimos años. En 1.900, la población que habitaba las ciudades era
equivalente a la decima parte del total de población global que había en
aquel tiempo, en cambio, hoy la población en ciudades, ha crecido
hasta transformarse en más de la mitad de la población global, esto se
refiere a que hay, por mucho, mas habitantes en las metrópolis del
mundo, que en las zonas rurales de nuestro planeta. Esto se traduce
como la mayor migración hacia las ciudades, y el abandono de las
tierras no urbanas. Las proyecciones a futuro indican que para el año 2.
050, la población en las ciudades equivaldrá a dos tercios de la
población mundial.6
Hoy día, las ciudades están albergando hasta más de 10 millones de
habitantes, a estas ciudades se les denominan Megalópolis.
Actualmente ciudades como Nueva York, Ciudad de México, Tokio,
Bombay, Delhi, Shanghái y sao Paulo, son Megalópolis que albergan
hasta 25 millones de habitantes7. Para el 2025 se estima habrán una
cantidad de 27 megalópolis alrededor del mundo, lo que significa,
inevitablemente, que la población del campo está abandonando sus
tierras.
Para dar un ejemplo concreto, China era un país en donde solo el 11%
de su población vivía en las ciudades y el resto de la población producía
alimento para el país en el campo, ahora en este nuevo siglo, en solo 20
años el 70% de la población se encontrara en las ciudades. 8
Nuestro planeta está sobre habitado, sobreexplotado y cundido de
ciudades sobrepobladas, las personas del campo migran a las ciudades
en busca de mejores oportunidades, abandonando la tierra, los
cultivos.
¿Cómo alimentar a las megalópolis actuales, si los agricultores migran
a estas ciudades? Y de haber alguna manera, ¿Cómo hacerlo sin
destruir el ecosistema?
6 ROGERS Richards. Ciudades: Para un pequeño planeta. Barcelona: Gustavo Gili, 2000. P 3. 7 http://www.un.org/esa/population/publications/wup2007/2007_urban_agglomerations_chart.pdf 8 McKinsey Global Institute, Preparing for China's urban billion(McKinsey & Company, 2009): 100. Disponible enhttp://www.mckinsey.com/mgi/publications/china_urban_summa
<< La agricultura
moderna es una de
las mayores
fuentes de la
contaminación
causante del
calentamiento
global. >> Cultivo de Olivo
Jaen, España
Edward Burtynsky
Agricultura
<< La agricultura moderna es una de las mayores fuentes de la
contaminación causante del calentamiento global. >>
El origen de la agricultura moderna
Para entender evolución de la agricultura, hay que remontarse a sus
orígenes. La revolución Agrícola se inicio poco después del final la
ultima era glacial, hace mas de 10 mil años, en el creciente fértil que se
extiende desde Egipto a Mesopotamia y surgió en la misma época en la
india y el sur de china. Antes de esto, la única manera de conseguir
alimento, era recogiéndolo de la tierra misma. Sin embargo a medida
que la población fue creciendo, las personas empezaron a buscar sus
propias fuentes de alimento. En sus comienzos, se utilizaba la primera
versión del arado: una pieza de madera vertical que dos personas
arrastraban por el campo. 2 mil años más tarde, cuando se domestico el
buey en Mesopotamia, el arado se torno más eficiente. Más tarde aun
alrededor de 3.500 años A.C. se desarrollo el arado de reja con el
añadido de un borde de hierro a la esteva de madera del arado, a fin de
remover más eficazmente la capa superior del suelo. De esta manera, se
fue evolucionando las técnicas de arado (también las otras técnicas
agrícolas), conduciendo al hombre a buscar maneras más eficientes
para conseguir alimento. A medida que la población creció, los avances
en la agricultura lo hacían también. La domesticación, el avance en la
metalurgia, las revoluciones industriales y tecnológicas, dieron como
resultado la modernización de la agricultura.91011
9 RATTAN Lal, Donald Reicosky & Jonathan Hanson, “Evolution of the Plow over 10,000 Years and the Rationale for No-Till Farming", Soil and Tillage Research 93, no. 1 (marzo de 2007): 1-12. 10 HUGGINS, David R. & John P. Reganold, “No-Till: The Quiet Revolution", Scientific American, julio de 2008. 11 PARK, Jung Hyun, Sustanaible Agriculture: Vertical farming in London. Goldsmith, University of London. 2010. Disponible en: http://issuu.com/jayfactory/docs/part1 P. 3
El problema de la agricultura moderna
El hombre, en su afán por conseguir alimento y hacer dinero con los
productos de la tierra, sobreexploto la producción de cultivos, expandió
sus tierras e invento mejores maneras para sembrar, cuidar y cosechar
sus campos. Pero esta sobreexplotación de la tierra trajo consigo una
serie de problemas ambientales y climáticos tales como la erosión y
degradación de la calidad del suelo.
La agricultura moderna, es la consecuencia de enormes cambios en el
uso de la tierra alrededor de todo el mundo, esta revolución, dio origen
a la salvaje e indiscriminada tala de árboles, en bosques y selvas, y la
deforestación desmedida.
<< Los científicos estiman que más de 40% del exceso de dióxido
de carbono que se ha acumulado en la atmosfera tiene su origen en
la deforestación e los siglos pasados. >>12
12 RATTAN Lal et al., “Soil Carbon Sequestration Impacts on Global Climate Change and Food Security", Science 304 (2004): 1623-1627.
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Más tarde, el uso masivo del arado industrializado libero grandes
cantidades de dióxido de carbono de la vegetación y del carbono
presente en el suelo. La maquinaria excesiva, y la necesidad de
tractores con mayor potencia y tamaño, adiciono grandes cantidades de
quema de combustibles fósiles, que liberan nocivos gases de efecto
invernadero. El uso descontrolado de pesticidas, plaguicidas y
herbicidas que para su fabricación, por cada kilogramo de herbicida,
produce 22 kilogramos de CO2.
Rattan Lal, un experto científico en el uso de la tierra, estima que en los
últimos 10. 000 años, cerca de 470 giga toneladas de carbono han
tenido su origen en la tala y quema de arboles y la degradación de los
suelos. 13
Para continuar con la problemática, no solamente en la producción de
alimento hay fuente de crisis ambiental, sino en su transporte desde el
campo hasta la mesa.
En su ensayo Tom Starrs dice:
“Luego leí (dice Tom Starrs) una estadística que decía: se consumen
cerca de 10 calorías de combustible fósil para producir y transportar
una sola caloría alimenticia en la dieta estadunidense promedio. Si el
consumo promedio es de 2.000 calorías diarias, significa que se
consumieron 20.000 calorías de combustible fósil. Esto significa que
una familia de 4 personas, en Estados Unidos, en un año se habrán
alimentado con más de 930 galones de gasolina”14
En la cita anterior, se ejemplifica el verdadero costo de producción y
transporte de los alimentos. A raíz de las grandes distancias que tiene
que recorrer un producto del agro hasta nuestros hogares, nace el
concepto de Food Miles (millas de comida), este concepto es una
estadística, validada por la DEFRA (Departament for Envairoment
Food and Rural Affairs) en el Reino Unido15, realizada para conocer el
13 RATTAN Lal, en entrevista AL GORE con el autor, 2 de julio de 2009. 14 STARRS, Tom, Fossil Food: consuming our future. Center for Ecoliteracy 2004-211. Disponible en: http://www.ecoliteracy.org/essays/fossil-food-consuming-our-future 15DEFRA, The validity of food miles as an indicator of sustainable development. AEA Technology Julio 2005. Disponible en: http://archive.defra.gov.uk/evidence/economics/foodfarm/reports/documents/foodmile.pdf
verdadero coste del consumo de alimentos provenientes de los campos
de nuestra actual agricultura. Para sobreexplotar la producción de
alimento, se necesitan vastas regiones de campo para sembrar. Estas
regiones se encuentran separadas no solamente de las ciudades y
pueblos más cercanos, si no que a su vez están alejadas del mundo
entero. A raíz de la globalización y el libre comercio los productos
agrícolas son importados y exportados recorrido gigantescas distancias,
ya sea en transporte terrestre, marino o aéreo. Estos transportes son
impulsados por combustibles fósiles, la estadística Food Miles se
encargo de medir las distancias y calcular la cantidad de combustible
que se consume. Toda esta logística de transporte deja su huella de
carbono en el mundo y es parte de la problemática de nuestra
agricultura moderna.
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#2 Granja Vertical
Granja vertical
Las granjas verticales, es un proyecto cuyo fundamento es practicar la
agricultura, dentro de edificaciones de tamaño mayor, dentro de las
ciudades, contando con una serie de cultivos por niveles o pisos.
Básicamente, es un edificio dedicado, no a la vivienda, si no al cultivo
de frutas, vegetales, hortalizas y alimento agro para el hombre.
Dickson Despommier, profesor de salud pública de la Universidad de
Columbia, Nueva York, creó junto con sus estudiantes de grado, en
1999, el concepto de Granja Vertical (Vertical Farming), desde ese
momento hasta hoy, Despommier ha quedado fascinado con el sistema
de Granja Vertical. Creó una página web en donde explica, la razón y
las ventajas de su sistema de granja, en donde afirma que este sistema
es libre de herbicidas, que es lo suficientemente funcional como para
alimentar a la población urbana. El Doctor Dickson, está confiado, es
que su graja resistirá también desastres naturales y que será parte de la
solución climática. 16
A raíz de los problemas de la agricultura moderna, un sistema de
Granjas Verticales, en donde las plantas crezca sin herbicidas, sin la
necesidad de tala, quema de arboles y bosques, sin la necesidad de
maquinas de arado, lo que significa, no erosionar la tierra ni degradar
la calidad del suelo y su contenido de carbono, protegidas de
fenómenos naturales (en su mayoría), construidas en áreas totalmente
urbanas, cerca de la población consumista que necesita los productos
agrícolas, sin la necesidad de transportes aéreos o marítimos, y con un
mínimo consumo de combustibles fósiles en el transporte terrestre, que
sería el transporte urbano, este sin duda seria un proyecto con impacto
global, medioambiental y sin duda, una solución para nuestra crisis
climática.
16 PARK, Jung Hyun, Sustanaible Agriculture: Vertical farming in London. Glodsmith, University of London. 2010. Disponible en: http://issuu.com/jayfactory/docs/part1 P. 13
Ventajas e impacto
1. Se necesitaría un 80% menos de tierra para cultivar, comparado con la
tierra que ocupa la agricultura moderna.17
2. Al no necesitarse maquinaria, la reducción de combustible fósil
consumido es mínimo.
3. Produce alimento sin herbicidas, pesticidas, o fertilizantes.
4. Sin la necesidad de transporte a larga distancia, los alimentos se
consiguen frescos y nutricionales.
5. Al haber cultivos dentro de las ciudades, ellos controlarían mucho del
dióxido de carbono expulsado de la zona urbana.
6. Provoca la reducción de tala, y quema de ecosistemas para sembrar
cultivos.
7. Alimentaria de forma más eficaz a las megalópolis actuales, con
cantidad, calidad, velocidad, y sin valores agregados del transporte,
pesticidas o maquinarias.
8. Evita la perdida de alimento por desastres naturales.
9. Con un desarrollo sostenible, reducirá los gastos energéticos y los
recursos hídricos, al ser reciclables, solo utilizarían el 5% de agua de la
agricultura moderna.
10. Es una solución, para detener el cambio climático, contrarrestar los
gases de efecto invernadero, frenar la crisis climática y restablecer el
equilibrio de los ecosistemas.
17 Ibid,. P. 14
<< Los métodos de
cultivo usados en
una granja vertical
diferirían mucho
de los actuales
métodos en la
agricultura. >>
Cultivo experimental.
Plantlab
Necesidades
Agricultura
Los métodos de cultivo usados en una granja vertical diferirían mucho
de los actuales métodos en la agricultura. Se necesitan de innovaciones
en la técnica de siembra, cuidado y cosecha. Mientras que la
agricultura actual, se necesita de la tierra del suelo, con gran cantidad
de carbono y porosidad, la granja vertical contaría con sistemas
diferentes, uno de ellos, que ya está en práctica es la hidroponía.
La hidroponía es un sistema de cultivo en donde, los nutrientes que
necesita la planta se encuentran diluidos en el agua. Gracias a este
sistema, puede crecer un mayor número de plantas en un espacio
reducido, mucho más plantas de las que crecen en la tierra. El sistema
no necesita tanto cuidado, pesticidas, fertilizantes o herbicidas. Las
plantas pueden crecer aun más rápido que con el sistema de la
agricultura moderna y permite el reciclado del agua, por lo cual
necesita mucho menos agua que los sistemas actuales. La hidroponía
también es necesaria en este sistema vertical al ser mucho más liviano
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que la tierra, en las granjas modernas se necesita de toneladas de tierra,
mientras la hidroponía pesaría tanto menos, que permitiría una
estructura estable.18
Otra de las innovaciones en sistemas de cultivo de plantas, es el
crecimiento de las plantas gracias a la iluminación de bombillos LED.
Esta es una nueva tecnología producida por una compañía llamada
Plantlab, ellos utilizan el conocimiento que tienen sobre las plantas
para desarrollar un crecimiento de ellas sin la necesidad de la
iluminación solar. Esta es una revolución tecnológica, que combina los
conceptos de hidroponía y el crecimiento sin sol.
Plantlab utiliza los colores que necesita la planta para realizar su
fotosíntesis, utiliza la tecnología de iluminación LED, que no gasta
energía, si no que solo irradia la luz que la planta necesita, el azul, el
rojo y el rojo-lejano que no es perceptible al ojo humano. 19
Una Granja Vertical podría implementar ambos sistemas para la
producción de alimento, más eficiente, con más producción,
aprovechando mejor el espacio que los métodos de la agricultura
moderna.
Las necesidades de las plantas se reducirían entonces, a nutrientes,
temperatura, iluminación (al menos en hidroponía) y el cuidado
humano.
18 Ibid,. P. 15 19 MEEUWS, Gertjan. Entrevista con el autor. Agosto 2011
<< La arquitectura, el
diseño, la estructura,
forma y aspecto, de las
Granjas verticales, deben
estar enfocados hacia,
crear el espacio más
funcional para la
siembra, crecimiento,
cuidado y cosecha de las
plantas>> Eden Project
SealandAerial
Arquitectura
La arquitectura, el diseño, la estructura, forma y aspecto, de las Granjas
verticales, deben estar enfocados hacia, crear el espacio más funcional
para la siembra, crecimiento, cuidado y cosecha de las plantas, por ello,
la estructura debe tener como fundamento las necesidades de las
plantas, es decir que el diseño debe suplir luz, calor, nutrientes y
espacio para el desarrollo de un cuidado por parte de los agricultores.
La arquitectura de las granjas verticales, por ende, debe ser una
edificación con una enorme capacidad de captar la luz del medio, pero
al no ser del todo posible por ser un edificio con niveles, debería buscar
el diseño más eficiente, las formas adecuadas para la mayor obtención
de luz. La estructura debería ser capaz de suministrar la luz, y llegado
al caso, de manera artificial.
La temperatura de la estructura, debería rodear los 28 grados
centígrados, para alcanzar la mayor eficiencia, así que la arquitectura
de la granja podría diseñarse para satisfacer la necesidad de calor, ya
sea por la misma forma de la estructura, materiales y forma, o por un
sistema de calefacción interno.20
La estructura debe contar con sistemas de riego, sistemas de sembradío
y cuartos de control, para mantener la producción de alimento en
orden.
20 PARK, Jung Hyun, Sustanaible Agriculture: Vertical farming in London. Glodsmith, University of London. 2010. Disponible en: http://issuu.com/jayfactory/docs/part1 P. 26-27
Energía
Las Granjas Verticales, tienen que ser coherentes en su idea de
eficiencia, y contribuir para el desacelere del calentamiento global. Esto
significa que la Granja no podría obtener energía para abastecer
iluminación, calefacción, electricidad general o cualquier
requerimiento eléctrico, a partir de combustibles fósiles, o cualquier
tipo de energía, por medio de gases de efecto invernadero.
<< Las soluciones más importantes a la crisis climática requieren el
desarrollo y uso acelerados de sustitutos con un bajo contenido de
Dióxido de Carbono>>21
Las energías con bajo contenido y emisión de Dióxido de Carbono, son
totalmente integrables a un diseño arquitectónico sostenible. Los
paneles solares fotovoltaicos, turbinas de viento urbanas, energía
geotérmica y la biomasa, son productores de energía, limpios de CO2, y
esta disponibles para integrarlos a la granja vertical, un concepto de
por sí, sostenible.
21 GORE, Al, Nuestra Elección: Un plan para resolver la crisis climática.Bacelona:Editorial Gedisa, S.A.,2010. P. 52
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Primero, se puede generar energía a partir del sol, principalmente de
dos formas, produciendo calor que impulse un generador eléctrico, o
transformando la luz del sol directamente en energía, mediante la
utilización de celdas solares. Las células fotovoltaicas producen
electricidad de forma directa, sin necesidad de una turbina. Cuando la
luz del sol incide sobre el panel, que por lo general es de silicio
semiconductor, los fotones de la luz solar liberan electrones de los
átomos del material fotovoltaico, de modo tal e puede influir fuera de
las células, en forma de corriente eléctrica.22
El sol es un recurso inagotable, y su rendimiento es impresionante.
Contribuiría, en un gran porcentaje, a todas las demandas energéticas
de la Granja.
En segundo lugar, La Energía Eólica. El viento es, otra forma de
energía solar. A causa de que algunas partes del planeta reciben una
cantidad mayor de luz sor que otras, la diferencia de temperatura
resultante genera grandes flujos planetarios de viento. Aunque aun sea
muy difícil implementar tabinas gigantescas existen las turbinas de eje
vertical, que son menos eficientes, pero gracias a que pueden
aprovechar el viento proveniente de todas sus direcciones y girar a
mayor velocidad con vientos más lentos, poseen aplicaciones a pequeña
escala.2324
Otra forma de aprovechar el sistema de granjas verticales seria
produciendo, combustible a partir de los residuos orgánicos en la
producción de alimento.
<<La energía generada a partir de la Biomasa es una de las formas
más prometedoras de reducir, en cantidades importantes, el CO2
proveniente de la combustión del carbón y el gas natural. >>
22 GORE, Al, Nuestra Elección: Un plan para resolver la crisis climática.Bacelona:Editorial Gedisa, S.A.,2010. P. 68-70 23 Ibid,. P. 81. 24 Crosby, Alfred W., Children of the Sun: A History of Humanity's Unappeasable Appetite for Energy (W.W. Norton & Co.: 2006): 48.
Living Tower-
SoaArchuitecs
Ejemplo
Living Tower- SOA Archictectes
Este proyecto es una granja vertical combinada con viviendas y
oficinas. La firma francesa de arquitectos diseño, en compañía de
Dickson Despommier, un proyecto, que pretende ser un icono del
urbanismo ambiental.
La granja pretende producir, con el clima de Paris, tomates, fresas y
lechugas, con el sistema hidropónico, y piensa producir 63 mil, 37 mil y
9 mil kilogramos de vegetal respectivamente, al año.
El proyecto también se construirá teniendo en cuenta la huella
ambiental, la torre contara con Paneles Solares (4.500 m2 que equivale
entre 700 mil y 1millon de KW/h), Turbinas eólicas (2 turbinas eólicas
que producirán de entre 200 y 600 KW/h) y un sistema complejo de
distribución y reciclaje de aguas lluvias y un tratado de aguas negras.
Tendrá 30 niveles, un área de 50.450 m2, una altura de 140m hasta el
final de la turbina y un coste aproximado de 98 millones de Euros.25
25 SOA ARCHITECTES. Soa Arquitectes, La Tour Vivante. Disponible en: http://www.ateliersoa.fr/verticalfarm_fr/pages/images/press_urban_farm.pdf
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