El cultivo de algas marinas ha sido reconocido durante mucho tiempo como una solución climática basada en la naturaleza, pero expandirlo al océano abierto ha resultado difícil debido a las fuertes corrientes y la escasez de nutrientes. Un nuevo estudio publicado el 28 de septiembre de 2026 en Environmental Science and Ecotechnology presenta un sistema modular inspirado en el origami que podría superar estas barreras, permitiendo potencialmente el cultivo de algas a gran escala para la captura de carbono y otros productos.
Investigadores de la Universidad de Zhejiang, con colaboradores de la Universidad de Guizhou y el Centro de Innovación de Ningbo, desarrollaron el Sistema Acuícola de Algas Inspirado en el Origami (Seaweed OAS, por sus siglas en inglés). El diseño utiliza una estructura de núcleo y capa para ralentizar el flujo local, proporcionar superficies de adherencia y almacenar nutrientes de liberación lenta. En simulaciones, una sola unidad bajo corrientes de 2,0 m/s produjo un volumen de crecimiento adecuado 17 veces mayor que una referencia esférica, y matrices optimizadas de seis unidades aumentaron el volumen adecuado por unidad en 2,1 veces. Los ensayos de laboratorio, en lagos y en mar abierto en la región de la Fosa de Filipinas confirmaron la estabilidad, y el mapeo global identificó 10.335 millones de hectáreas—el 28,5% del océano global—como potencialmente adecuadas.
La geometría es el avance clave. Inspirados por el tradicional patrón chino huiwen (griego), los investigadores plegaron paneles planos en una unidad pentagonal variante de 25 lados. Doce unidades se ensamblan en una carcasa similar a un dodecaedro. La relación de escala adimensional φ = a/R controla el plegado, con un diseño óptimo de unidad única en φ = 0,36. Con un flujo de entrada de 2,0 m/s, produjo 2.607,7 cm³ de volumen de crecimiento adecuado, y el mejor resultado de unidad única alcanzó 2.791,6 cm³. Se definió crecimiento adecuado como una velocidad en la dirección del flujo ≤0,5 m/s. En una disposición Hexágono 2 de seis unidades con un espaciado de 0,35 m, el volumen adecuado total alcanzó 33.210,3 cm³ a 2,0 m/s, o 5.535,1 cm³ por unidad, 2,1 veces una unidad aislada. Los módulos se imprimieron en 3D con ácido poliláctico (PLA) y soportes de alcohol polivinílico (PVA) soluble en agua. Las pruebas de compresión dieron una carga máxima mínima de 11.693 N frente a una resistencia de arrastre máxima prevista de 39,9 N, un factor de seguridad de 293.
Las macroalgas contribuyen aproximadamente con 1,5 petagramos de carbono a la producción primaria neta anual global, y los sedimentos de las granjas pueden enterrar alrededor de 1,87 ± 0,73 toneladas de equivalente de dióxido de carbono por hectárea por año—cerca del doble de la tasa de las áreas no cultivadas adyacentes. Sin embargo, la expansión en mar abierto está limitada por fuertes corrientes que impiden una adherencia estable y destruyen las condiciones de baja velocidad necesarias para el crecimiento. Nutrientes como el nitrógeno, el fósforo y el hierro disuelto están demasiado diluidos para el cultivo a gran escala. Las plataformas existentes dependen de una infraestructura marina escasa o no pueden regular el flujo local. El Seaweed OAS aborda estos desafíos creando microhábitats tranquilos donde las algas pueden adherirse y crecer, mientras almacena nutrientes de liberación lenta. Las interacciones cooperativas de estela en la matriz hexagonal optimizada permiten que las unidades aguas arriba protejan a las unidades aguas abajo, aumentando el volumen de crecimiento adecuado por unidad.
Los autores advierten que los resultados del cultivo a largo plazo, el almacenamiento de carbono en aguas profundas y los efectos ecológicos de la degradación de los materiales siguen sin verificarse y requieren estudios de campo. Si se validan en despliegues más prolongados, el Seaweed OAS podría apoyar el cultivo de algas en mar abierto para alimentos, piensos, biomateriales y captura de carbono. Su diseño modular de núcleo y capa podría desplegarse sin infraestructura marina existente, y los módulos de conexión con degradación controlable podrían eventualmente permitir que el sistema se desintegre para que la biomasa rica en carbono se hunda en el océano profundo para su almacenamiento a largo plazo. El mapeo global de idoneidad sugiere un vasto potencial en áreas marinas, aunque las rutas de navegación, la cobertura de hielo, la temperatura, las proporciones de nutrientes, la velocidad del flujo y las áreas marinas protegidas deben guiar la ubicación. Los autores piden ensayos en alta mar a largo plazo para cuantificar el crecimiento de las algas, la durabilidad estructural, la ecotoxicidad de los materiales y el destino y la persistencia del carbono secuestrado. El estudio se publicó con DOI 10.1016/j.ese.2026.100769.
