Yang Qichang: ¿Qué pueden aportarnos las fábricas de plantas? | CCTV2 'Foro Económico de China'

El clima extremo y los desastres naturales, como altas temperaturas, sequías, lluvias torrenciales e inundaciones repentinas, afectan continuamente la producción y calidad de los alimentos a nivel mundial. Cómo resolver el problema alimentario de las personas en todo el mundo en el futuro se ha convertido en un desafío importante que toda la humanidad debe enfrentar. La aparición de las fábricas de plantas nos ofrece una vía prometedora para resolver este problema.

¿Qué tecnologías mágicas utilizan las fábricas de plantas para simular entornos naturales y qué hace especiales a los cultivos que producen? ¿Cómo está avanzando actualmente el desarrollo de las fábricas de plantas en China? El 9 de octubre de 2022, la Serie de Conferencias Económicas de China invitó a Yang Qichang, investigador del Instituto de Agricultura Urbana de la Academia China de Ciencias Agrícolas y Científico Jefe de las Fábricas Inteligentes de Plantas, para brindarle una interpretación detallada de lo que las fábricas de plantas pueden ofrecernos.

Yang Qichang, investigador del Instituto de Agricultura Urbana de la Academia China de Ciencias Agrícolas y científico jefe de las fábricas vegetales inteligentes. Ha dedicado su carrera a la investigación científica en el campo de la ingeniería de agricultura de instalaciones, logrando múltiples resultados innovadores en fábricas vegetales inteligentes, agricultura vertical inteligente, soluciones de bajo costo y producción industrial de hortalizas de hoja, contribuyendo significativamente a la construcción de un sistema tecnológico central para fábricas vegetales con derechos de propiedad intelectual independientes de China.

植物工厂无需泥土不洒农药，不受自然环境影响，通过模拟植物所需的光照、温度、营养等要素，在完全工厂化的条件下进行连续生产。它可以建在、荒漠、戈壁、海岛、水面、摩天大楼等各种地点，甚至在地球以外也能大显身手，是航天工程星际探索中实现食物自己的重要手段。作为设施农业的高级阶段，植物工厂不仅能为保障居民菜篮子的供应提供有效补充，也能成为农民致富和产业振兴的重要抓手。

Las fábricas de plantas se consideran una subversión de los métodos agrícolas tradicionales, representando la dirección futura de la agricultura. Requieren un entorno totalmente controlable y tienen tres elementos centrales: Primero, las fuentes de luz artificial deben reemplazar la luz solar, y el cultivo con solución nutritiva debe reemplazar el suelo; Segundo, entornos de temperatura, humedad y dióxido de carbono controlables; Tercero, se requiere equipo inteligente. Con estos tres elementos centrales, la producción de alimentos puede llevarse a cabo en condiciones de fábrica.

Primero, deben prepararse las semillas y luego sembrarse en una bandeja de semilleros con agujeros. Mediante un proceso de germinación de 2~3 días, las semillas se convierten en pequeñas plántulas, que luego se envían al taller de cultivo para su desarrollo.

Después de 12 a 14 días, una vez que las plántulas han crecido, pueden trasplantarse a bandejas de cultivo y trasladarse al taller de cultivo.

Después de aproximadamente 20 a 22 días, cuando las hortalizas de hoja como la lechuga alcanzan un peso de unos 100 a 120 gramos, pueden cosecharse, envasarse y enviarse al mercado. Teóricamente, casi todos los cultivos pueden producirse en un entorno de fábrica de plantas.

Desde el siglo XXI, hemos enfrentado diversos desafíos, incluido el crecimiento de la población, la reducción de tierras cultivables y el envejecimiento severo de la fuerza laboral agrícola. Estos tres desafíos plantean una grave amenaza para nuestra seguridad alimentaria y garantía alimentaria.

Las fábricas de plantas han encontrado algunas vías efectivas para nuestra futura seguridad alimentaria. Podemos aumentar considerablemente la capacidad de producción de alimentos; en comparación con la tierra, el rendimiento por unidad de área de las fábricas de plantas puede alcanzar más de 40 veces el de la tierra.

Si en el futuro construimos un edificio de agricultura vertical de unos 30 pisos, digamos 30×40, entonces nuestra capacidad de producción alcanzaría aproximadamente 1200 veces.

Una fábrica de plantas equivale a la producción de alimentos en un entorno industrializado, utilizando muchos métodos técnicos mecanizados y automatizados. Esto hace que el trabajo sea relativamente fácil, atrayendo a un gran número de jóvenes a dedicarse a la agricultura.

Otro punto de gran preocupación para todos es la existencia de algunas opiniones incorrectas en la sociedad que afirman que las verduras cultivadas en fábricas de plantas o mediante cultivo con solución nutritiva son dañinas. De hecho, hemos realizado pruebas extensas: los residuos de 221 tipos de pesticidas fueron todos cero, los residuos de varios metales pesados también fueron cero, y los microorganismos patógenos tampoco se detectaron. Por lo tanto, las verduras producidas en nuestras fábricas de plantas pueden consumirse sin riesgos.

Las fábricas de plantas también son un medio de apoyo muy importante para el futuro desarrollo de nuestras ciudades. Si tenemos ciertas capacidades de autosuficiencia alimentaria en lugares como comunidades y hogares, y podemos garantizar el suministro de alimentos durante varios días o un corto período, aliviaremos enormemente el pánico respecto a los alimentos, especialmente las verduras frescas, causado por diversas pandemias y desastres naturales.

Además, en entornos especiales como desiertos y regiones extremadamente frías, o durante la exploración espacial, también podemos utilizar plantas de cultivo para abordar algunos de los desafíos de suministro alimentario.

En las primeras etapas de las fábricas vegetales, los cultivos cultivados eran principalmente hortalizas, flores, frutas, plantas funcionales, etc. ¿Cómo se le ocurrió cultivar arroz? Yang Qichang dijo: "Una vez, el académico Qian de la Academia China de Ciencias tenía algunas variedades de arroz muy enanas y especialmente deseaba utilizarlas para un cultivo vertical en múltiples capas. Más tarde, tras nuestra exploración, descubrimos que mientras que el arroz normalmente tarda más de 120 días en cosecharse en condiciones de campo abierto, utilizando nuestros métodos técnicos en un entorno de fábrica vegetal, podemos cultivar arroz en solo 60 días. Este es un resultado muy interesante."

Nuestro laboratorio ha completado ahora su trabajo. Para el trigo, podemos cosechar en aproximadamente 60 días, mientras que el trigo original requería más de 120-150 días. Sin embargo, para los judías verdes, también podemos cosechar en unos 60 días. De manera similar, para las soja, que estamos cultivando actualmente, el ciclo es de alrededor de 60 a 70 días, lo que nos permite cosecharlas también.

El desarrollo de las fábricas de plantas en China comenzó relativamente tarde, iniciando la exploración alrededor de 2002, abarcando menos de 20 años. Sin embargo, el camino de China ha sido más fluido porque efectivamente saltamos las eras de Lámpara de sodio de alta presión (VSAP) y Lâmpada fluorescente, avanzando directamente hacia la tercera era, que llamamos era LED. Aproximadamente el 52% del costo total de una fábrica de plantas proviene del consumo de energía eléctrica; dentro de ese consumo, el 60% se atribuye a las fuentes de luz y el 35% al aire acondicionado.

Por lo tanto, para superar los cuellos de botella técnicos clave en las fábricas de plantas, primero debemos abordar el consumo energético de las fuentes de luz y, en segundo lugar, el de los sistemas de aire acondicionado.

En 2005, durante mi estancia de visita en la Universidad Martín de Europa, un día fui acompañado por un colega a un laboratorio donde se utilizaban paneles de luz LED con fuentes de luz roja y azul alternas para cultivar lechugas muy hermosas. Esto tuvo un gran impacto en mí.

Descubrimos que hace muchos años, un fisiólogo vegetal dibujó una curva llamada curva de absorción del espectro de las plantas. Esta curva muestra que los principales picos de absorción de las plantas se encuentran en la región de luz azul de 400 a 500 nanómetros y en la región de luz roja de 600 a 700 nanómetros, con sus dos picos óptimos en 450 nanómetros y 660 nanómetros. Con esta referencia, podemos proceder al desarrollo de LED.

Más tarde, propusimos el concepto de recetas de luz, explorando los efectos de la luz roja lejana, la luz ultravioleta, etc., en el crecimiento de las plantas, incluida la dirección de la irradiación lumínica: ¿qué efecto tiene iluminar desde debajo de la planta en su crecimiento?

Actualmente, el costo de las fábricas de plantas sigue siendo relativamente alto. Un caso de estudio de una fábrica comercial de plantas en Beijing con un área de 2.400 metros cuadrados vende actualmente sus productos a restaurantes y supermercados conocidos en Beijing. En general, el costo es de aproximadamente 24 yuanes por kilogramo. En el futuro, a medida que la tecnología de las fábricas de plantas avance, los costos podrán reducirse aún más.

En cuanto al problema de la eficacia luminosa y el consumo energético mencionado anteriormente, los científicos chinos han realizado esfuerzos incansables. Ahora hemos reducido el consumo energético integral de los originales 31-42 kWh por kilogramo de vegetales a aproximadamente 8,25 kWh. Actualmente, el estándar internacional sigue siendo superior a 10 kWh. Por lo tanto, este avance tecnológico proporciona un sólido soporte técnico para la aplicación a gran escala de las fábricas de plantas en el futuro.

Sin embargo, el valor teórico que hemos calculado puede seguir disminuyendo, hasta aproximadamente 4~5. Esto significa que en el futuro, 1 kg de verduras se podrá producir utilizando solo 4~5 kWh de electricidad.

另外我们还有一个很有意思的研究，就是说植物工厂里的从小苗子、长到大苗子这个过程大概有20多天的时间，小苗子很小，如果你在全生育期都用同样的一个光去照的话，其他的地方就是浪费的。如果我们把一个光聚到植物体上去照，它小的时候给它小一点，大的时候光斑大一点，这样的话我们也可以节省50%左右的能耗。

Además, hemos probado convertir una línea láser en una superficie y luego difuminarla. Su consumo de energía es solo de 1/3 a 1/5 del de LED, por lo que los láseres se consideran una fuente de luz muy prometedora para el futuro.

Los avances en la tecnología de fábricas vegetales y la aparición de estas han dado lugar a muchas industrias. Por ejemplo, la industria de iluminación vegetal: actualmente, nuestra industria de iluminación vegetal representa aproximadamente el 80-90% de la cuota mundial. El año pasado exportamos lámparas por un valor de unos 450 millones de dólares; el uso doméstico de lámparas vegetales es de alrededor de 2 mil millones de yuanes. Este volumen aún no es grande, pero crecerá significativamente en el futuro.

假想一下，我们未来可能在很多城市建立这种城市的垂直农场，比如说在北京我们建立一栋大概30层左右的垂直农场，一年的产菜的量大概是1.08万吨，就可以供应周围的4万人一年的蔬菜，所以说这个是非常可观的。

Los empleados jubilados aún poseen capacidades físicas; en el futuro, podremos visitar granjas verticales para participar en actividades laborales. Por un lado, esto proporciona ejercicio físico y mental, mientras que, por otro, ofrece cosechas tangibles. Además, el deseo de los residentes urbanos de experimentar la agricultura puede satisfacerse mediante equipos compactos de cultivo de hortalizas en el hogar. Esto no solo satisface su demanda de verduras frescas, sino que también fomenta un sentido de participación, inmersión y felicidad.

Fuente del artículo: CCTV.com, compilado y publicado por la Red de Iluminación Agrícola.