Jonathan Trent: Energy from floating algae pods

Jonathan Trent: Energía de algas en recipientes flotantes

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Traductor: Ciro Gomez Revisor: Francisco Gnecco

Some years ago, I set out to try to understand

Años atrás, intenté entender

if there was a possibility to develop biofuels

si era posible desarrollar biocombustibles

on a scale that would actually compete with fossil fuels

de manera que pudiera reemplazar los combustibles fósiles

but not compete with agriculture for water,

sin competir por el agua, los fertilizantes o la tierra

fertilizer or land.

para la agricultura.

So here's what I came up with.

Aquí está lo que se me ocurrió.

Imagine that we build an enclosure where we put it

Imaginen que construimos un recipiente, que lo ponemos

just underwater, and we fill it with wastewater

apenas bajo el agua, y lo llenamos con aguas residuales

and some form of microalgae that produces oil,

y un tipo de microalgas para producir petróleo,

and we make it out of some kind of flexible material

y lo hacemos de material flexible

that moves with waves underwater,

que se mueve con las olas bajo el agua.

and the system that we're going to build, of course,

El sistema que construiremos, por supuesto,

will use solar energy to grow the algae,

utilizará energía solar para hacer crecer las algas,

and they use CO2, which is good,

y ellas usarán CO2, lo que es bueno.

and they produce oxygen as they grow.

Y producirán oxígeno a medida que crecen.

The algae that grow are in a container that

Las algas crecen en un recipiente que

distributes the heat to the surrounding water,

disipa el calor en el agua circundante,

and you can harvest them and make biofuels

y uno puede cosecharlas para producir biocombustibles,

and cosmetics and fertilizer and animal feed,

cosméticos, fertilizantes o para alimentar animales.

and of course you'd have to make a large area of this,

Por supuesto, se tendría que usar una gran área,

so you'd have to worry about other stakeholders

y habría que preocuparse por otros grupos involucrados

like fishermen and ships and such things, but hey,

como pescadores, barcos y demás.

we're talking about biofuels,

Estamos hablando de biocombustibles,

and we know the importance of potentially getting

y sabemos la importancia de obtener

an alternative liquid fuel.

combustibles líquidos alternativos.

Why are we talking about microalgae?

¿Por qué hablamos de microalgas?

Here you see a graph showing you the different types

Aquí ven un gráfico que muestra los diferentes tipos

of crops that are being considered for making biofuels,

de cultivos que considerados para la fabricación de biocombustibles.

so you can see some things like soybean,

Se pueden ver algo como soja,

which makes 50 gallons per acre per year,

que genera 470 litros por hectárea por año,

or sunflower or canola or jatropha or palm, and that

o el girasol, la canola, la jatrofa o la palma, y

tall graph there shows what microalgae can contribute.

esta barra alta muestra lo que las microalgas pueden aportar.

That is to say, microalgae contributes between 2,000

Es decir, las microalgas aportan entre 19 000

and 5,000 gallons per acre per year,

y 47 000 litros por hectárea por año,

compared to the 50 gallons per acre per year from soy.

en comparación con los 470 litros por hectárea por año de la soja.

So what are microalgae? Microalgae are micro --

¿Qué son las microalgas? Son micro,

that is, they're extremely small, as you can see here

es decir, son extremadamente pequeñas, como pueden ver aquí

a picture of those single-celled organisms

en una foto de esos organismos unicelulares

compared to a human hair.

comparados con un cabello humano.

Those small organisms have been around

Esos pequeños organismos han existido

for millions of years and there's thousands

durante millones de años y hay miles

of different species of microalgae in the world,

de especies diferentes de microalgas en el mundo,

some of which are the fastest-growing plants on the planet,

algunas son las plantas de más rápido crecimiento en el planeta,

and produce, as I just showed you, lots and lots of oil.

y producen, como ya les mostré gran cantidad de petróleo.

Now, why do we want to do this offshore?

y, ¿por qué queremos hacerlo en la costa?

Well, the reason we're doing this offshore is because

Bueno, la razón para hacerlo en la costa es porque

if you look at our coastal cities, there isn't a choice,

al ver nuestras ciudades costeras, no hay otra opción,

because we're going to use waste water, as I suggested,

ya que utilizaremos aguas residuales, como dije,

and if you look at where most of the waste water

y la mayoría de las plantas de tratamiento

treatment plants are, they're embedded in the cities.

de aguas residuales, están dentro las ciudades.

This is the city of San Francisco, which has 900 miles

Esta es la ciudad de San Francisco, que tiene 1450 km

of sewer pipes under the city already,

de tuberías de alcantarillado

and it releases its waste water offshore.

para descargar sus aguas residuales en el mar.

So different cities around the world treat their waste water

Cada ciudad del mundo trata sus aguas residuales

differently. Some cities process it.

de manera diferente. Algunas las procesan.

Some cities just release the water.

Otras simplemente las liberan.

But in all cases, the water that's released is

Pero en todos los casos, el agua vertida es

perfectly adequate for growing microalgae.

perfecta para el cultivo de microalgas.

So let's envision what the system might look like.

Así que imaginemos cómo se vería el sistema.

We call it OMEGA, which is an acronym for

Lo llamamos OMEGA, que es el acrónimo (en inglés) para

Offshore Membrane Enclosures for Growing Algae.

Cápsulas Costeras de Membrana para Cultivo de Algas.

At NASA, you have to have good acronyms.

En la NASA, se deben tener buenos acrónimos.

So how does it work? I sort of showed you how it works already.

¿Cómo funciona? Trataré de mostrárselos.

We put waste water and some source of CO2

Ponemos las aguas residuales y una fuente de CO2

into our floating structure,

en la estructura flotante.

and the waste water provides nutrients for the algae to grow,

Las aguas residuales proporcionan nutrientes para que las algas crezcan,

and they sequester CO2 that would otherwise go off

y capten el CO2 que de lo contrario se iría

into the atmosphere as a greenhouse gas.

a la atmósfera como un gas de efecto invernadero.

They of course use solar energy to grow,

Por supuesto utilizan energía solar para crecer,

and the wave energy on the surface provides energy

y la energía de las olas sirve

for mixing the algae, and the temperature

para mover las algas. La temperatura

is controlled by the surrounding water temperature.

se controla con el agua circundante.

The algae that grow produce oxygen, as I've mentioned,

Las algas que crecen producen oxígeno, como dije,

and they also produce biofuels and fertilizer and food and

y también producen biocombustibles, fertilizantes, alimentos y

other bi-algal products of interest.

otros productos valiosos.

And the system is contained. What do I mean by that?

El sistema está confinado. ¿Qué quiero decir?

It's modular. Let's say something happens that's

Es modular. Es decir, si acaso le pasa algo

totally unexpected to one of the modules.

totalmente inesperado a uno de los módulos;

It leaks. It's struck by lightning.

aparecen fugas, lo alcanza un rayo.

The waste water that leaks out is water that already now

El agua residual que se filtrara es agua que ahora mismo,

goes into that coastal environment, and

llega a ese ambiente costero; y

the algae that leak out are biodegradable,

las algas que salen son biodegradables,

and because they're living in waste water,

y, como viven en aguas residuales,

they're fresh water algae, which means they can't

son de agua dulce, lo que significa que no pueden

live in salt water, so they die.

vivir en agua salada, y mueren.

The plastic we'll build it out of is some kind of

El plástico con que se construyen es

well-known plastic that we have good experience with, and

bien conocido, con él tenemos experiencia.

we'll rebuild our modules to be able to reuse them again.

Podremos reconstruir los módulos para reutilizarlos.

So we may be able to go beyond that when thinking about

Y podremos ir más allá de

this system that I'm showing you, and that is to say

este sistema que les muestro, es decir,

we need to think in terms of the water, the fresh water,

podremos pensar en términos del agua, el agua dulce,

which is also going to be an issue in the future,

que también será un problema en el futuro.

and we're working on methods now

Ahora estamos trabajando en métodos

for recovering the waste water.

para recuperar las aguas residuales.

The other thing to consider is the structure itself.

También hay que tener en cuenta la propia estructura

It provides a surface for things in the ocean,

que proporciona una superficie para las cosas en el mar,

and this surface, which is covered by seaweeds

y esta superficie, que está cubierta por algas

and other organisms in the ocean,

y otros organismos,

will become enhanced marine habitat

se convertirá en un hábitat marino mejorado

so it increases biodiversity.

que aumenta la biodiversidad.

And finally, because it's an offshore structure,

Finalmente, dado que es una estructura costera,

we can think in terms of how it might contribute

podemos pensar en cómo podría contribuir

to an aquaculture activity offshore.

a una actividad de acuicultura.

So you're probably thinking, "Gee, this sounds

Probablemente estén pensando,

like a good idea. What can we do to try to see if it's real?"

"¡Que buena idea! ¿Qué se puede hacer para hacerla realidad?"

Well, I set up laboratories in Santa Cruz

Bien, puse laboratorios en Santa Cruz,

at the California Fish and Game facility,

en las instalaciones de Pesca y Caza de California

and that facility allowed us to have big seawater tanks

donde nos permitieron tener grandes tanques de agua marina

to test some of these ideas.

para probar algunas de estas ideas.

We also set up experiments in San Francisco

También montamos experimentos en San Francisco,

at one of the three waste water treatment plants,

en una de las tres plantas de tratamiento de aguas residuales,

again a facility to test ideas.

un centro de prueba de ideas.

And finally, we wanted to see where we could look at

Y por último, queríamos encontrar un sitio para

what the impact of this structure would be

investigar el impacto de esta estructura

in the marine environment, and we set up a field site

en el medio marino; creamos una planta experimental

at a place called Moss Landing Marine Lab

en un laboratorio llamado "Moss Landing Marina Lab."

in Monterey Bay, where we worked in a harbor

en la Bahía de Monterrey. Allí trabajamos en un puerto

to see what impact this would have on marine organisms.

para ver el impacto que tendría en los organismos marinos.

The laboratory that we set up in Santa Cruz was our skunkworks.

El laboratorio que establecimos en Santa Cruz fue nuestro "skunkworks".

It was a place where we were growing algae

Era un lugar donde hacíamos crecer algas,

and welding plastic and building tools

soldando plástico, construyendo herramientas

and making a lot of mistakes,

y cometiendo un montón de errores.

or, as Edison said, we were

O, como decía Edison, estábamos

finding the 10,000 ways that the system wouldn't work.

encontrando las 10 000 maneras para que el sistema no funcionara.

Now, we grew algae in waste water, and we built tools

Hicimos crecer algas en aguas residuales, y construimos herramientas

that allowed us to get into the lives of algae

que nos permitían entrar en la vida de las algas.

so that we could monitor the way they grow,

Así podíamos vigilar la manera como crecen,

what makes them happy, how do we make sure that

qué las hace felices, y cómo asegurarnos que

we're going to have a culture that will survive and thrive.

el cultivo sobreviva y prospere.

So the most important feature that we needed to develop were these

El aspecto más importante que necesitábamos desarrollar fueron los

so-called photobioreactors, or PBRs.

llamados fotobiorreactores.

These were the structures that would be floating at the

Estas son estructuras que flotan en la

surface made out of some inexpensive plastic material

superficie, de algún material plástico barato

that'll allow the algae to grow, and we had built lots and lots

para que crezcan las algas. Llegamos a producir montones

of designs, most of which were horrible failures,

de diseños, la mayoría de ellos fueron horribles fracasos.

and when we finally got to a design that worked,

Y cuando finalmente llegamos a un diseño que funcionó,

at about 30 gallons, we scaled it up

en cerca de 110 litros, escalamos a

to 450 gallons in San Francisco.

1700 litros en San Francisco.

So let me show you how the system works.

Permítanme mostrarles cómo funciona.

We basically take waste water with algae of our choice in it,

Hacemos circular las aguas residuales con algas de nuestra elección,

and we circulate it through this floating structure,

hacia esta estructura flotante,

this tubular, flexible plastic structure,

tubular, de plástico flexible,

and it circulates through this thing,

para que la atraviesen.

and there's sunlight of course, it's at the surface,

Por supuesto hay luz solar en la superficie,

and the algae grow on the nutrients.

y las algas crecen por los nutrientes.

But this is a bit like putting your head in a plastic bag.

Pero esto es como meter la cabeza en una bolsa plástica.

The algae are not going to suffocate because of CO2,

Las algas no se asfixian por el CO2,

as we would.

como nosotros.

They suffocate because they produce oxygen, and they

Se asfixiarían por el oxígeno que producen,

don't really suffocate, but the oxygen that they produce

aunque en realidad no las asfixia, sino que

is problematic, and they use up all the CO2.

es problemático. El CO2 sí lo aprovechan todo.

So the next thing we had to figure out was how we could

Lo siguiente que hicimos fue encontrar la manera

remove the oxygen, which we did by building this column

de retirar el oxígeno, lo cual logramos con esta columna

which circulated some of the water,

que hace circular parte del agua,

and put back CO2, which we did by bubbling the system

y devuelve el CO2, por medio de burbujeo en el sistema

before we recirculated the water.

antes de recircular el agua.

And what you see here is the prototype,

Lo que Uds. ven aquí es el prototipo,

which was the first attempt at building this type of column.

del que fue el primer intento de construcción de este tipo de columna.

The larger column that we then installed in San Francisco

La columna más grande fue la que luego

in the installed system.

instalamos en San Francisco.

So the column actually had another very nice feature,

La columna tenía en realidad otra característica muy interesante,

and that is the algae settle in the column,

y es que hacía asentar las algas en ella,

and this allowed us to accumulate the algal biomass

lo que nos permitía acumular la biomasa de algas

in a context where we could easily harvest it.

donde podríamos cosecharla fácilmente.

So we would remove the algaes that concentrated

Para retirar las algas concentradas

in the bottom of this column, and then we could

en la parte inferior de la columna, aplicamos

harvest that by a procedure where you float the algae

un procedimiento para hacerlas flotar

to the surface and can skim it off with a net.

en la superficie y así poderlas extraer con una red.

So we wanted to also investigate what would be the impact

Queríamos investigar también cuál sería el impacto

of this system in the marine environment,

de este sistema en el ambiente marino.

and I mentioned we set up this experiment at a field site

Mencioné que hemos puesto este experimento en una estación

in Moss Landing Marine Lab.

en el "Moss Landing Marine Lab".

Well, we found of course that this material became

Bien, encontramos, por supuesto, que este material

overgrown with algae, and we needed then to develop

se saturó de algas y fue necesario desarrollar

a cleaning procedure, and we also looked at how

un procedimiento de limpieza. También vimos cómo

seabirds and marine mammals interacted, and in fact you

las aves y los mamíferos marinos interactuaban.

see here a sea otter that found this incredibly interesting,

Aquí se ve una nutria de mar que encuentra esto increíblemente interesante,

and would periodically work its way across this little

y periódicamente pasaría por esta pequeña

floating water bed, and we wanted to hire this guy

cama flotante. Hubiéramos querido contratar a este chico

or train him to be able to clean the surface

o entrenarlo para limpiar la superficie.

of these things, but that's for the future.

Pero eso es para el futuro.

Now really what we were doing,

En realidad estábamos

we were working in four areas.

trabajando en cuatro áreas.

Our research covered the biology of the system,

Nuestra investigación cubría la biología del sistema,

which included studying the way algae grew,

que incluía el estudio de cómo crecen las algas,

but also what eats the algae, and what kills the algae.

lo que comen y lo que las mata.

We did engineering to understand what we would need

Hicimos ingeniería para comprender lo que necesitaríamos

to be able to do to build this structure,

para construir esta estructura,

not only on the small scale, but how we would build it

no solo en pequeña escala, sino cómo construirla

on this enormous scale that will ultimately be required.

en la gran escala que finalmente será necesaria.

I mentioned we looked at birds and marine mammals

Mencioné que estudiamos aves y mamíferos marinos

and looked at basically the environmental impact

y básicamente el impacto ambiental

of the system, and finally we looked at the economics,

del sistema. Finalmente miramos la economía,

and what I mean by economics is,

lo que quiero decir con economía es,

what is the energy required to run the system?

¿cuánta energía se requiere para operar el sistema?

Do you get more energy out of the system

¿Se obtendrá más energía del sistema

than you have to put into the system

que la que hay que emplear

to be able to make the system run?

en hacer que funcione?

And what about operating costs?

¿Y acerca de los costos de operación?

And what about capital costs?

¿Y los costos de capital?

And what about, just, the whole economic structure?

¿Y qué de la estructura económica completa?

So let me tell you that it's not going to be easy,

Déjenme decirles que no será fácil,

and there's lots more work to do in all four

que hay mucho más por hacer en esas cuatro

of those areas to be able to really make the system work.

áreas para que el sistema realmente funcione.

But we don't have a lot of time, and I'd like to show you

Pero no tenemos mucho tiempo, y me gustaría mostrarles

the artist's conception of how this system might look

un dibujo de cómo podría ser este sistema

if we find ourselves in a protected bay

si nos encontramos en una bahía protegida

somewhere in the world, and we have in the background

en algún lugar en el mundo. Tenemos en segundo plano

in this image, the waste water treatment plant

esta imagen, la planta de tratamiento de aguas residuales

and a source of flue gas for the CO2,

y una fuente de CO2 de gases de combustión.

but when you do the economics of this system,

Pero al estudiar la economía del sistema,

you find that in fact it will be difficult to make it work.

se ve que en realidad será difícil hacer que funcione.

Unless you look at the system as a way to treat waste water,

A menos que se vea como una manera de tratar las aguas residuales,

sequester carbon, and potentially for photovoltaic panels

de captar carbono y potencialmente para paneles fotovoltaicos,

or wave energy or even wind energy,

o para captar energía de las olas, o incluso para energía eólica.

and if you start thinking in terms of

Y si se piensa en la

integrating all of these different activities,

integración de todas estas actividades,

you could also include in such a facility aquaculture.

también se podría incluir la acuicultura.

So we would have under this system a shellfish aquaculture

Así podríamos tener cultivos de mariscos

where we're growing mussels or scallops.

donde produciríamos mejillones o vieiras.

We'd be growing oysters and things

Cultivaríamos ostras y otros

that would be producing high value products and food,

alimentos y productos de alto valor.

and this would be a market driver as we build the system

Así se puede generar un mercado a medida que agrandamos el sistema,

to larger and larger scales so that it becomes, ultimately,

hasta convertirlo, en última instancia,

competitive with the idea of doing it for fuels.

en algo competitivo para producir combustibles.

So there's always a big question that comes up,

Surge entonces la gran cuestión del

because plastic in the ocean has got a really bad reputation

plástico en el mar con su muy mala reputación actual.

right now, and so we've been thinking cradle to cradle.

Hemos pensado en esto, de punta a punta.

What are we going to do with all this plastic that we're

¿Qué vamos a hacer con todo este plástico que

going to need to use in our marine environment?

necesitaremos en el medio marino?

Well, I don't know if you know about this,

Bueno, no sé si saben,

but in California, there's a huge amount of plastic

pero en California, hay una enorme cantidad de plástico

that's used in fields right now as plastic mulch,

que se utiliza en el campo para cubrir el suelo.

and this is plastic that's making these tiny little greenhouses

Con plástico se forman estos pequeños invernaderos

right along the surface of the soil, and this provides

sobre la superficie del suelo.

warming the soil to increase the growing season,

Calientan la tierra para prolongar la estación de crecimiento,

it allows us to control weeds,

permiten controlar las malezas,

and, of course, it makes the watering much more efficient.

y, por supuesto, hacen el riego mucho más eficiente.

So the OMEGA system will be part

Así que el sistema OMEGA contribuirá

of this type of an outcome, and that when we're finished

en producir estos resultados y, cuando terminemos

using it in the marine environment, we'll be using it,

de usarlos en el medio marino, los podremos llevar

hopefully, on fields.

a los campos. Eso espero.

Where are we going to put this,

¿Dónde vamos a ponerlo?

and what will it look like offshore?

¿Y cómo se verá en la costa?

Here's an image of what we could do in San Francisco Bay.

Esta es una imagen de lo que podría hacerse en la bahía de San Francisco.

San Francisco produces 65 million gallons a day

San Francisco produce 245 millones de litros al día

of waste water. If we imagine a five-day retention time

de aguas residuales. Si imaginamos un tiempo de retención de 5 días

for this system, we'd need 325 million gallons

para este sistema, necesitaríamos acomodar

to accomodate, and that would be about 1,280 acres

1230 millones de litros, en unas 520 hectáreas, con

of these OMEGA modules floating in San Francisco Bay.

estos módulos OMEGA flotando en la bahía.

Well, that's less than one percent

Bueno, eso es menos del 1%

of the surface area of the bay.

del área de la bahía.

It would produce, at 2,000 gallons per acre per year,

A 18 700 litros por hectárea por año,

it would produce over 2 million gallons of fuel,

se producirían más de 7,5 millones de litros de combustible,

which is about 20 percent of the biodiesel,

aproximadamente el 20% del biodiesel,

or of the diesel that would be required in San Francisco,

o del diesel que se necesitaría en San Francisco,

and that's without doing anything about efficiency.

y esto sin hacer nada con la eficiencia.

Where else could we potentially put this system?

¿Dónde más podríamos poner este sistema?

There's lots of possibilities.

Hay muchas posibilidades.

There's, of course, San Francisco Bay, as I mentioned.

Por supuesto, la bahía de San Francisco, como ya he mencionado.

San Diego Bay is another example,

La bahía de San Diego es otro ejemplo,

Mobile Bay or Chesapeake Bay, but the reality is,

Mobile Bay, o la bahía de Chesapeake. Pero la realidad es que,

as sea level rises, there's going to be lots and lots

a medida que sube el nivel del mar, habrá montones

of new opportunities to consider. (Laughter)

de nuevas oportunidades. (Risas)

So what I'm telling you about is a system

Estoy hablando de un sistema

of integrated activities.

de actividades integradas.

Biofuels production is integrated with alternative energy

Producción de biocombustibles, integrada con energía alternativa,

is integrated with aquaculture.

integrada con acuicultura.

I set out to find a pathway

Me puse a buscar un camino

to innovative production of sustainable biofuels,

para la producción innovadora de biocombustibles sostenibles,

and en route I discovered that what's really required

y en el camino descubrí que lo que es realmente necesario

for sustainability is integration more than innovation.

para la sostenibilidad es integración, más que innovación.

Long term, I have great faith

A largo plazo, tengo mucha fe

in our collective and connected ingenuity.

en nuestro ingenio colectivo y conectado.

I think there is almost no limit to what we can accomplish

Creo que casi no hay límite en lo que podemos lograr

if we are radically open

si estamos radicalmente abiertos

and we don't care who gets the credit.

y no nos importa quién se lleva el crédito.

Sustainable solutions for our future problems

Las soluciones sostenibles para nuestros problemas en el futuro

are going to be diverse

tendrán que ser diversas

and are going to be many.

y tendrán que ser variadas.

I think we need to consider everything,

Creo que tenemos que considerarlo todo,

everything from alpha to OMEGA.

todo, desde alfa hasta OMEGA.

Thank you. (Applause)

Gracias. (Aplausos)

(Applause)

(Aplausos)

Chris Anderson: Just a quick question for you, Jonathan.

Chris Anderson: Solo una pregunta rápida, Jonathan.

Can this project continue to move forward within

¿Puede seguir avanzando este proyecto dentro de la

NASA or do you need some very ambitious

NASA o necesita algunos fondos ambiciosos

green energy fund to come and take it by the throat?

de energía verde que vengan y lo tomen por el cuello?

Jonathan Trent: So it's really gotten to a stage now

Jonathan Trent: Hemos llegado ya a una etapa

in NASA where they would like to spin it out into something

en la que a la NASA le gustaría liberarlo,

which would go offshore, and there are a lot of issues

que se volviera externo. Hay un montón de asuntos

with doing it in the United States because of limited

reapecto a hacerlo en los EE.UU., debido a las limitaciones

permitting issues and the time required to get permits

por los permisos y el tiempo requerido para obtenerlos,

to do things offshore.

si se quiere hacer algo en la costa.

It really requires, at this point, people on the outside,

Realmente, en este punto, se requiere gente externa.

and we're being radically open with this technology

Estamos radicalmente abiertos con esta tecnología

in which we're going to launch it out there

que vamos a lanzarla

for anybody and everybody who's interested

para que cualquiera que esté interesado,

to take it on and try to make it real.

pueda tomarla e intentar hacerla realidad.

CA: So that's interesting. You're not patenting it.

CA: Muy interesante. No la están patentando.

You're publishing it.

La están publicando.

JT: Absolutely.

CA: All right. Thank you so much.

JT: Así es.

CA: Muy bien. Muchas gracias.

JT: Thank you. (Applause)

JT: Gracias. (Aplausos)