I Sandia National Laboratories stanno testando se uno dei laghi più grandi e inquinati della California può trasformarsi in uno dei più produttivi e redditizi. Il Salton Sea di 350 miglia quadrate della California meridionale ha problemi ben documentati relativi a livelli elevati di azoto e fosforo derivanti dal deflusso agricolo. Le alghe prosperano su questi elementi, un fatto che causa problemi ambientali ma potrebbe anche essere una soluzione a tali problemi.

Sandia intende sfruttare la propensione delle alghe per una crescita prolifica per ripulire questi inquinanti e fermare le fioriture di alghe dannose creando al contempo un ambiente rinnovabile, fonte domestica di combustibile. Le alghe possono essere facilmente convertite in combustibili e sostanze chimiche utilizzando un processo di fermentazione brevettato da Sandia Labs.

Il Dipartimento dell'Energia Bioenergy Technology Office (BETO) stima che gli Stati Uniti possono produrre almeno 1 miliardo di tonnellate di materie prime per i biocarburanti ogni anno, e così facendo avrebbe un sociale positivo, impatti economici e ambientali. Tale importo equivale a circa il 30 per cento del fabbisogno della nostra nazione di combustibili che non dovrebbero essere importati. Tra queste materie prime, le alghe sono uniche in quanto crescono in modo esponenziale:in altre parole, nelle giuste condizioni, raddoppiando ogni giorno.

BETO sta finanziando la bonifica della biomassa del mare di Salton di Sandia, o SABRE, Progetto perché aiuterà a determinare se le alghe possono essere una parte praticabile della soluzione al bisogno della nostra nazione di diverse fonti di energia.

Dopo solo pochi mesi, Il biochimico di Sandia Ryan Davis è entusiasta delle prospettive. "I primi risultati che stiamo già ottenendo dal Salton Sea sembrano essere superiori ai risultati di sistemi di alghe simili. È davvero promettente".

Testare l'efficacia di un nuovo sistema di crescita delle alghe

Quando i funzionari statali e locali si radunarono presso un affluente del Salton Sea uno luminoso, calda mattinata di fine maggio, doveva segnare l'inizio della seconda fase del progetto. Durante la prima fase, Sandia ha collaborato con Texas A&M AgriLife Research per verificare se un nuovo metodo di allevamento delle alghe potesse essere produttivo quanto un vecchio, metodo più consolidato.

Tradizionalmente, le aziende coltivano singole specie di alghe nelle piste, strutture che ricordano vagamente piccole piste da corsa o vasche da bagno giganti. Le piste producono alghe adatte alla produzione di prodotti nutrizionali di alto valore come la spirulina o il beta carotene, così come altri nutraceutici. Le piste offrono anche ai coltivatori molto controllo. Ma ci sono alcuni inconvenienti. Sono generalmente ad alta manutenzione, richiedono tecnici qualificati, fertilizzanti costosi, anidride carbonica e acqua di alta qualità.

Inoltre, si stima che il 30% della produzione negli allevamenti di alghe possa andare perso ogni anno a causa di incidenti negli stagni causati da parassiti. Sandia sta attualmente facendo ricerche per ridurre al minimo gli arresti anomali, compresi i test sui ceppi di alghe per la resistenza a vari predatori e malattie, e imparare a rilevare i segni di un imminente incidente in uno stagno.

Il nuovo metodo di allevamento è chiamato sistema di scorrimento "Algal Turf Scrubber", utilizzato per coltivare una collezione di specie di alghe autoctone. Per l'occhio inesperto, il sistema si presenta come una grondaia autoportante. Gorgoglia piano mentre l'acqua viene pulsata in onde attraverso un canale inclinato. Le alghe consumano i nutrienti, e l'acqua pulita fuoriesce dall'estremità inferiore.

Il sistema funziona con pompe ad energia solare, che richiedono quasi zero manutenzione, fatta eccezione per la raccolta periodica delle alghe che può essere effettuata utilizzando le comuni attrezzature agricole. Sandia ha progettato il sistema di pompe di energia rinnovabile che fornisce acqua al canale. La tecnologia e i componenti della pista sono stati sviluppati da una società chiamata HydroMentia Technologies LLC.

Sulla base dei primi risultati dei test in Texas, gli scrubber del tappeto erboso possono produrre una quantità di alghe paragonabile alle piste. E sono perfetti per luoghi con acri di immobili poco costosi, acqua ricca di sostanze nutritive (non c'è bisogno di fertilizzanti aggiuntivi) e tonnellate di sole, come il Salton Sea.

Il tipo di sistema di tappeto erboso testato per il progetto SABRE ha altri vantaggi. Si tratta di alghe in crescita che sono originarie della zona, quindi è naturalmente più resistente agli attacchi di patogeni e predatori locali. La consistenza densa delle alghe si presta anche a una facile raccolta.

Una delle critiche mosse alle alghe come fonte di biocarburante è che usano troppa acqua. Davis non è d'accordo con questa critica. "C'è l'acqua e poi c'è l'acqua, " ha detto. "Abbiamo dimostrato che possiamo coltivare alghe nei sistemi di lavaggio del tappeto erboso utilizzando acqua piena di componenti sgradevoli. E prospera ancora." In altre parole, non c'è molto che si possa fare con quest'acqua finché gli agenti inquinanti non vengono rimossi.

Alghe in crescita per il controllo selvaggio, crescita incontrollata di alghe

Le fioriture di alghe possono crescere così grandi da essere visibili dallo spazio esterno, come nel caso del lago Okeechobee, Lago Erie, la baia di Chesapeake e il Golfo del Messico. Le fioriture non sono direttamente tossiche per i pesci, ma in determinate condizioni possono diventare dannose per la vita marina e umana. Quando i fiori muoiono, il processo di decadimento può lasciare corsi d'acqua con "zone morte, " zone povere di ossigeno che causano il soffocamento del pesce. Se ingerito, alcune specie di alghe dannose possono anche causare sintomi simil-influenzali nelle persone e morte negli animali domestici, secondo la testimonianza del Congresso.

Le fioriture di alghe si verificano anche nel Salton Sea. Davis spiega che il mare è il punto di accumulo di tutte le acque di deflusso agricole da una delle più grandi aree agricole degli Stati Uniti. Azoto, il fosforo e altri elementi dei fertilizzanti si depositano continuamente in mare. La presenza di questi elementi alimenta le fioriture di alghe, con conseguenze negative che possono ripercuotersi su tutto l'ecosistema.

Migliaia di asfissiati, pesci morti sono visibili ogni anno sulle rive del Salton Sea. L'odore non ha fatto nulla di positivo per le imprese della zona, secondo uno studio preparato da Tourism Economics per il Palm Springs Convention &Visitors Bureau. Inoltre, gli studi suggeriscono che la morte degli uccelli nella zona può essere correlata a ceppi di alghe che producono tossine.

"Il rilascio di sostanze chimiche non trattate nei corsi d'acqua aperti ha ampi impatti ecologici, " ha detto Davis.

Ironia della sorte, l'allevamento di alghe potrebbe eliminare gli effetti dannosi della crescita incontrollata delle alghe naturali. L'acqua di uno dei tre principali affluenti del Salton Sea scorre nello scrubber per tappeti erbosi SABRE Project da 900 piedi. Le alghe che crescono all'interno del sistema di lavaggio si nutrono e rimuovono i prodotti chimici nell'acqua mentre passa attraverso. Quando l'acqua passa dal sistema di nuovo nell'affluente, Il team di Sandia spera che gli elementi che danno il via alla fioritura delle alghe siano stati rimossi in quantità significative.

Se il progetto SABRE dovesse avere successo, potrebbe fornire un modello di bonifica per le fioriture di alghe a livello nazionale. Ci sono speranze che anche la Valle Imperiale ne trarrebbe beneficio. Coprendo migliaia di acri di terreno arido, coste sfuggenti del Salton Sea con colture di alghe, le operazioni di pulizia del tappeto erboso potrebbero ridurre l'inquinamento atmosferico diffuso da polveri tossiche. Le raffinerie di alghe potrebbero anche fornire nuove opportunità economiche.

Sandia ha collaborato con l'Imperial Irrigation District per aiutare a far decollare il progetto SABRE. "Un sostenitore delle energie rinnovabili e un sostenitore del Salton Sea, il distretto crede che progetti come questo abbiano il potenziale per fare una differenza significativa, ", ha affermato l'ufficiale distrettuale per lo specialista in comunicazione con i media, Marion Campione. "Siamo molto fiduciosi che questo progetto darà buoni risultati, energia rinnovabile pulita fornendo un processo naturale e sicuro per rimuovere i prodotti chimici, proteggere la fauna selvatica dell'area per le generazioni a venire".