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Restorative aquacultureA start-up que planeja cultivar Sargassum no meio do Atlântico

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A startup de aquicultura Seafields tem como objetivo remover bilhões de toneladas de carbono da atmosfera a cada ano, cultivando e colhendo Sargassum no Giro do Atlântico Sul, como explica John Auckland, cofundador e diretor.

por Senior editor, The Fish Site
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Testes de barreira da Seafields no Mar do Caribe, ao largo de São Vicente

As barreiras que a Seafields está desenvolvendo impedirão que as algas Sargassum escapem das fazendas © Seafields

Pode me falar sobre a Seafields?

Temos o objetivo de remover o carbono da atmosfera por meio do cultivo e da colheita de algas marinhas flutuantes no Oceano Atlântico. Também pretendemos promover a produtividade e a biodiversidade dos oceanos e fornecer uma matéria-prima renovável para o setor como alternativa aos produtos à base de combustíveis fósseis.

Além de mim, nossa equipe executiva é composta por importantes figuras científicas e empresariais globais, incluindo Randall Purcell, cofundador, que gerenciou o maior programa de adaptação climática do Programa de Alimentos da ONU; Dr Mar Fernández-Méndez, especialista em microbiologia marinha que participou de várias expedições de pesquisa oceânica, incluindo experimentos de ressurgência artificial; e Prof. Victor Smetacek, ex-chefe da divisão de ecossistemas pelágicos do Alfred Wegener Institute Helmholtz Centre for Polar and Marine Research e tem mais de 20 artigos publicados na Nature e na Science.

Pode me contar um pouco sobre sua própria experiência?

Eu sou especialista em crowdfunding e fundador da TribeFirst - uma agência global de comunicações de crowdfunding de ações. Ajudamos a levantar mais de £ 40 milhões para mais de 75 empresas nas principais plataformas de crowdfunding de capital, incluindo um total combinado de 114 campanhas do Crowdcube e do Seedrs, com uma taxa de sucesso superior a 90%.

Também sou instrutor e consultor de crowdfunding da Virgin StartUp, ajudando-os a realizar workshops, webinars e programas de marca sobre crowdfunding. Sou muito apaixonado por trabalhar com startups e vejo o crowdfunding como algo mais do que apenas arrecadar fundos; é uma oportunidade de construir uma tribo fiel de clientes e apoiadores para toda a vida.

Por fim, sou um futurista e autor de ficção científica publicado duas vezes.

Algas Sargassum flutuando no mar

Com o nome de sua origem no Mar dos Sargaços, o Sargassum é uma alga marinha flutuante que possui pequenas "bagas" cheias de ar que permitem que ela flutue no mar © Shutterstock

O que o inspirou a tentar começar a cultivar algas marinhas?

A ideia original da Seafields veio de Sebastian Stephens, um empreendedor em série que também criou a SubSea Environmental Services. Sebastian concebeu a ideia depois de investigar inicialmente o combustível sustentável para uma nova companhia aérea para nações insulares. Sua pesquisa sobre os produtos que podem ser usados para bioetanol o levou ao The Sargassum Podcast - no qual Victor e Mar discutem os benefícios e as oportunidades que o Sargassum oferece para a mudança climática. Muito rapidamente, Sebastian reuniu a mim, Victor, Mar e uma equipe de especialistas apaixonados para dar vida a essa visão. Depois de ouvir o podcast, não hesitei em fazer parte da equipe para transformar essa visão em realidade.

Como parte de sua pesquisa, Mar descobriu que há várias soluções baseadas no oceano para a captura de carbono. Inicialmente, ela pesquisou o aumento do crescimento do fitoplâncton usando bombas de ondas para afloramento artificial durante seu tempo no grupo de Ulf Riebesell na Geomar. Lá, ela descobriu que os principais problemas para sequestrar carbono por meio dessa abordagem são a eficiência da absorção de carbono por unidade de nutriente fornecido e o destino da biomassa. O fitoplâncton afunda lentamente ou é consumido imediatamente, entrando na complexa rede alimentar marinha, o que torna muito difícil rastrear o destino do carbono que eles absorveram.

Foi então que ela percebeu o potencial das algas marinhas flutuantes Sargassum natans e Sargassum fluitans - elas têm uma alta eficiência de sequestro de carbono e crescem rapidamente (podem dobrar de biomassa em apenas 1-3 semanas). Eles têm altas taxas de produtividade, flutuam livremente, podem afundar rapidamente (quando os cistos de ar estouram) e não são saborosos - portanto, os animais não comem sua fazenda!

Então, a equipe decidiu testar o desenvolvimento de uma solução para cultivar o Sargassum em alto-mar nos desertos oceânicos (os giros subtropicais), fornecendo nutrientes das águas profundas usando tubos duplos de ressurgência que utilizam a energia das diferenças de temperatura e salinidade no oceano para trazer águas ricas em nutrientes para a superfície e fertilizar as algas marinhas.

Você pode explicar o projeto com mais detalhes?

O projeto e a construção de um contra-tubo modular, com base no princípio da fonte de sal de Stommel, é um desafio de engenharia. No momento, estamos modelando tubos de afloramento com um diâmetro de 1,2 metros com 20 a 50 tubos internos que podem flutuar livremente entre 50 e 400 metros de profundidade. Atualmente, nosso tubo de ressurgência tem o diâmetro máximo comercialmente viável, mas a modelagem mostrou que a taxa de ressurgência só pode ser aumentada significativamente se o diâmetro do tubo for aumentado, e a viabilidade comercial de tubos muito maiores está sendo investigada em estudos de viabilidade.

Cientistas da Seafields têm vista para os primeiros testes de protótipos de barreira em São Vicente

A equipe aprendeu muito durante os testes iniciais sobre a implantação de uma barreira flutuante e de abertura automática que conterá efetivamente o Sargassum e não entrará em colapso com as mudanças nas condições de vento e correnteza © Seafield

Outro grande desafio que prevemos é a bioincrustação, e estamos em contato com empresas que desenvolvem tecnologias para evitar a bioincrustação no oceano. A montagem inicial dos tubos será feita à mão por uma oficina de engenharia especializada, mas planejamos usar novas tecnologias, como a impressão 3D, para construir os tubos de forma modular, para que possam ser transportados e montados no local. O objetivo final é que os tubos da Seafields sejam feitos de plástico derivado do Sargassum.

Por que o Sargassum?

Sargassum é uma alga marinha flutuante originária do Mar dos Sargaços. Ela tem pequenas "bagas" cheias de ar que lhe permitem flutuar como ilhas no mar. O carbono compõe cerca de 30% de sua massa seca. Em seu estado natural, o Sargassum é um importante habitat de apoio à vida marinha, como camarões, caranguejos e tartarugas marinhas, além de espécies de peixes maiores, como atum e marlim. Nos últimos anos, no entanto, o aquecimento das temperaturas do mar e os nutrientes extras no mar criaram uma combinação perfeita para que ele se desenvolvesse demais e se tornasse um problema.

Devido ao aquecimento dos oceanos e às anomalias do vento, o Sargassum escapou de seu ambiente natural e agora estabeleceu o Grande Cinturão de Sargassum do Atlântico, que se estende do Mar do Caribe até a costa oeste da África. Quando se espalha para as águas costeiras, causa uma série de problemas - quando chega às praias, libera fumaça sulfúrica, danificando os ecossistemas costeiros e afastando os turistas

No entanto, o Sargassum também tem muitos usos benéficos, inclusive como fertilizante, em bioplásticos, biocombustíveis e até mesmo em materiais de construção. Em primeiro lugar, ele pode evitar a emissão de poluentes na substituição de produtos à base de combustíveis fósseis. Por exemplo, a produção típica de fertilizantes geralmente produz uma grande quantidade de CO2, mas se for feita a partir do Sargassum (que na verdade está sequestrando carbono), isso representa um ganho climático líquido substancial. Em segundo lugar, podemos afundar a sobra rica em carbono para atuar como armazenamento de carbono a longo prazo depois de usar todas as partes valiosas.

Um cientista da Seafields com um espécime de Sargassum

As duas espécies de algas Sargassum com as quais a Seafields está trabalhando são Sargassum natans e Sargassum fluitans, que têm uma alta eficiência de sequestro de carbono e crescem rapidamente, dobrando a biomassa em 1 a 3 semanas © Seafields

Ao cultivar Sargassum e depois processá-lo, enfardá-lo e afundá-lo no fundo do oceano, estaremos armazenando carbono para o futuro e evitando a liberação imediata desse carbono na atmosfera. Com o aumento da escala de nossas fazendas no meio do oceano nos giros subtropicais, nosso objetivo será reduzir drasticamente a remineralização - a taxa na qual as bactérias do fundo do mar e outros organismos se alimentam e decompõem a biomassa rica em carbono - no fundo do mar, aprimorando o processo natural de sequestro de carbono.

A criação dessa espécie em escala tão grande não representa um risco?

Esperamos impactos positivos no ecossistema marinho, tanto na superfície quanto nas profundezas do mar.

Existem milhões de toneladas de Sargassum flutuante nos cinturões de Sargassum do Grande Atlântico. Parte dele afunda naturalmente no fundo do oceano, mas outra grande fração acaba nas praias do Caribe, apodrecendo e liberando CO2 de volta para a atmosfera. Impedir que o Sargassum chegue à terra é uma ótima maneira de evitar as emissões de CO2; no entanto, isso não seria considerado uma remoção adicional de CO2 da atmosfera, já que o Sargassum estava ocorrendo naturalmente. Somente se aumentarmos o crescimento do Sargassum, por meio do florestamento do oceano, estaremos de fato sequestrando carbono da atmosfera. Além disso, a colheita das flores de Sargassum que ocorrem naturalmente seria muito intensiva em termos de energia, pois está muito espalhada (em escala, é como espalhar um país do tamanho de Luxemburgo em um país como o Brasil e tentar coletar os pedaços).

As barreiras que estamos desenvolvendo para as fazendas impedirão que as algas escapem. Recentemente, testamos o primeiro protótipo de barreira em São Vicente e estamos confiantes em sua capacidade de conter o Sargassum, mesmo em mares difíceis. Atualmente, estamos aprimorando o projeto para aumentar a área de superfície dentro da barreira. Nossas tecnologias de monitoramento (GPS e drones equipados com sensores) possibilitarão o rastreamento e a realocação de nossas fazendas, mesmo em condições adversas. Com base em nossos testes iniciais, não prevemos problemas adversos com o emaranhamento de grandes animais marinhos, já que nossas estruturas são flexíveis, mas monitoraremos isso com câmeras subaquáticas nas fazendas protótipo. Também estamos trabalhando em sistemas para evitar qualquer captura acessória de vida marinha menor na superfície.

Possíveis locais para a fazenda de Sargassum da Seafields no Giro do Atlântico Sul

Onde você pretende instalar suas fazendas?

Nossas fazendas de Sargassum ficarão no Giro do Atlântico Sul, que é o equivalente ao deserto do Saara no oceano. Em contraste com os ecossistemas costeiros biodiversos e exclusivos ao longo das margens continentais, as águas superficiais do vasto oceano aberto são bastante homogêneas e muito pouco vive e cresce ali. Esperamos que nossas fazendas aquáticas também tenham o benefício adicional de serem viveiros, habitats e áreas de alimentação para espécies de peixes comercialmente importantes, incluindo camarões, caranguejos, enguias, atum e marlim, fornecendo fontes de alimentos que não dependem do esgotamento dos recursos terrestres e criando oportunidades de emprego significativas. Essas pescarias proporcionarão segurança alimentar para uma população global crescente.

Finalmente, o Giro do Atlântico Sul não é atravessado pelas principais rotas de navegação ou pelas rotas de migração das baleias, e nossas fazendas ocuparão apenas uma pequena fração da área total do giro.

Como você pretende semear, cultivar e colher as algas marinhas?

As duas espécies Sargassum natans e fluitans com as quais trabalhamos são flutuantes durante todo o seu ciclo de vida, portanto, não precisam de rochas nem de solo. Isso possibilita que cresçam no oceano aberto, que é uma área muito maior do que as águas costeiras rasas adequadas para o crescimento de manguezais, ervas marinhas e algas marinhas bentônicas.

O que você aprendeu com seus testes e quais são os principais desafios que precisará superar?

Nossos dois principais desafios estão relacionados aos processos de monitoramento, relatório e verificação (MRV) para estimar a quantidade de CO2 retirada da atmosfera e a taxa de remineralização de nossos fardos no fundo do mar. Usaremos sensores de CO2 para monitorar a captação de CO2 atmosférico na superfície do oceano e implantaremos sensores adicionais de temperatura, salinidade, pH, velocidade da corrente e concentrações de oxigênio. Para monitorar o destino da biomassa de algas marinhas nos depósitos de águas profundas, usaremos câmeras e sensores de oxigênio para avaliar as taxas de consumo por organismos de águas profundas

Até o momento, os resultados de nosso laboratório mostram que o Sargassum processado para recuperação de nutrientes se decompõe mais lentamente do que o Sargassum fresco, o que levará a uma menor remineralização de nossos fardos em comparação com o Sargassum que afunda naturalmente. Isso, juntamente com o fato de que, em fardos bem comprimidos, a quantidade de espaço para a remineralização bacteriana será significativamente reduzida, sugere que haverá taxas insignificantes de remineralização do carbono armazenado nos fardos no fundo do mar.

O sargaço é naturalmente flutuante e não afunda. Testamos diferentes métodos para tornar o Sargassum negativamente flutuante e encontramos um método que é eficiente em termos de custo e energia e que extrai nutrientes. A água rica em nutrientes extraída pode ser vendida como bioestimulante para plantas ou usada novamente para fertilizar nossas próprias fazendas.

Ninguém conseguiu domesticar o Sargassum para aquicultura, e o desenvolvimento da infraestrutura necessária para uma fazenda aquática flutuante, incluindo a implantação e a manutenção de tubos de ressurgência artificial, é outro desafio importante. Aprendemos muito durante nossos testes iniciais sobre o projeto e a implantação de uma barreira flutuante e de abertura automática que conterá efetivamente o Sargassum e não entrará em colapso com as mudanças nas condições de vento e correnteza. Nosso primeiro protótipo de barreira conteve o Sargassum de forma notável e não encontramos nenhum impacto sobre a vida marinha durante implantações curtas em alto-mar. A segunda versão é mais resistente ao colapso e permanece aberta na maioria das condições de correnteza e vento. Também estamos aprendendo com os desafios de tentativas anteriores de implantar tubos de ressurgência artificial e lançamos uma ampla rede de talentos de instituições de pesquisa e do setor de petróleo e gás para desenvolver um sistema que funcione

Para garantir uma avaliação rigorosa do impacto ambiental de todos os componentes da nossa metodologia, estamos nos associando a outros parceiros do setor de CDR oceânico e contratando cientistas independentes para estudar nossas fazendas e depósitos em alto-mar. Também estamos colaborando com cientistas independentes para avaliar e prever os impactos da aquicultura em larga escala no oceano aberto sobre o ecossistema marinho e os ciclos biogeoquímicos do oceano usando modelos do sistema terrestre.

Alguns membros da equipe embarcaram em um bote para ir aos testes de barreira da Seafields que ocorreram em São Vicente

© Seafields

No que diz respeito à governança e à regulamentação, estamos elaborando um documento, juntamente com especialistas em direito ambiental e marinho, para acompanhar e garantir o cumprimento das estruturas legais e regulamentares atuais e emergentes. Nossos testes atuais estão sendo realizados na ZEE de São Vicente e Granadinas e no México, onde obtivemos licenças para nossas atividades. À medida que começarmos a aumentar a escala e nos deslocarmos para águas internacionais, precisaremos garantir que nossas atividades estejam em conformidade com o Protocolo de Londres, a Convenção de Biodiversidade, outras leis internacionais e o emergente Código de Conduta do Ocean CDR. Nossa equipe tem experiência na instalação e recuperação de cabos de telecomunicação em todo o mundo, bem como em relacionamentos extensos com o governo e a ONU, e estamos confiantes de que conseguiremos lidar com essas questões com sucesso.

Por que vocês estão se concentrando na mitigação de carbono, uma vez que ainda não se sabe se - e como - as algas marinhas que afundam podem sequestrar carbono?

Estamos nos concentrando apenas na remoção de carbono, pois não basta interromper as emissões de carbono em andamento. Também precisamos eliminar o CO2 pré-industrial existente, e rapidamente, para evitar que atinjamos os principais pontos de inflexão climática. O IPCC declarou que a remoção de carbono é um elemento fundamental para limitar o aquecimento a 1,5°C ou 2°C. Os esforços atuais estão concentrados em reduzir as 50 gigatoneladas de CO2 (GtCO2) que emitimos a cada ano, mas pouco se pensa em sequestrar as ~1830 GtCO2 emissões pós-industrialização que permanecem.

Precisaríamos plantar 1,2 trilhão de árvores para resolver o problema de forma terrestre. O desafio geopolítico dessa medida torna-a praticamente inatingível, além do fato de que as árvores levam tempo para crescer e o tempo não está do lado do planeta. Calculamos que, no Giro do Atlântico Sul, há espaço suficiente não ocupado pelas principais rotas de navegação para sequestrar 12 Gt de CO2 por ano por meio de fazendas de Sargassum. Em 2017 Duarte et al calculou que - se todas as algas cultivadas em fazendas aquáticas em 2014 fossem usadas para captura de CO2 - um total de 2,48 milhões de toneladas de CO2 (0,68 Tg C) por ano seria capturado. Isso representa cerca de 0,4% dos 0,634 Gt de CO2 (0,173 Gt C) por ano que as algas marinhas selvagens capturam (Krause-Jensen e Duarte, 2016). Esses números oferecem uma boa visão geral do que seria possível com os aquafarms atuais e de quanto sequestro ocorre naturalmente.

Fazenda piloto de Sargassum da Seafields

À medida que o carbono é removido do oceano, precisaremos verificar se isso leva à remoção de carbono na atmosfera. Quando houver uma diferença na concentração de CO2 entre a superfície do oceano e a atmosfera, essa diferença será equilibrada, embora esse seja um processo que leva semanas ou meses. Para estimar quanto do CO2 retirado do oceano é então puxado da atmosfera de volta para o oceano, precisamos de medições detalhadas da concentração de CO2 na água e no ar em nossas fazendas. Isso, juntamente com a modelagem de quanto tempo as parcelas de água que saem de nossa fazenda permanecem em contato com a atmosfera, nos dirá quanto do carbono sequestrado por nossas fazendas aquáticas pode ser considerado sequestrado da atmosfera

Nossa equipe científica tem ampla experiência no monitoramento dos impactos das mudanças climáticas nos ciclos de carbono e nutrientes no oceano aberto. Eles estão cientes dos desafios que o CDR MRV do oceano apresenta (por exemplo, precisão das medições de pCO2, considerando a diluição do sinal, etc.) e estão planejando usar redes de monitoramento internacionais (por exemplo, flutuadores Argo, drones a vela e satélites), bem como desenvolver novas ferramentas para melhorar a resolução do monitoramento para operações em larga escala. Usando uma combinação de sensores de água e ar, monitoraremos o influxo de CO2 ar-oceano em nossas fazendas e locais de controle.

Que outros benefícios uma fazenda gigante de algas marinhas trará?

Ao criar esse negócio de aquicultura, estaremos ajudando a desenvolver não apenas empregos para cientistas, mas também para pescadores e para a economia em geral. Trata-se basicamente de um sistema agrícola totalmente novo, mas no mar. Algo que não acontece há séculos, já que estamos tão concentrados na terra.

O cultivo de algas marinhas contribui para vários dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU e neutraliza a acidificação dos oceanos localmente (Duarte et. al., 2017 e 2022)

Você pode me falar um pouco sobre o lado do processamento e os produtos que pretende desenvolver para a parte da safra que não é descartada?

Forneceremos Sargassum durante todo o ano para o setor, para produzir produtos que funcionem como substitutos de combustíveis fósseis, como biofertilizantes, bioplásticos e biocombustíveis. Isso contribuirá para a redução das emissões de dióxido de carbono em todo o mundo.

A domesticação do Sargassum em aquafarms de oceano aberto fornecerá uma fonte estável de matéria-prima para as poucas empresas de pequeno e médio porte que desenvolvem produtos a partir de influxos irregulares, mas devastadores, de Sargassum no Caribe.

Parte de nossa colheita também será transformada em bioetanol e outros produtos que armazenam carbono em estreita colaboração com nosso parceiro, Carbonwave, o maior processador de Sargassum do mundo.

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