Παρασκευή, 4 Μαρτίου 2016

Καλλιεργώντας υπό το φως των … LED Λίγο νερό, ακριβώς όσα θρεπτικά συστατικά απαιτούνται και φωτισμό που μιμείται την ημέρα και τη νύχτα απαιτεί η πρωτοποριακή φάρμα που δημιούργησαν ιάπωνες επιστήμονες

Καλλιεργώντας υπό το φως των … LED

Λίγο νερό, ακριβώς όσα θρεπτικά συστατικά απαιτούνται και φωτισμό που μιμείται την ημέρα και τη νύχτα απαιτεί η πρωτοποριακή φάρμα που δημιούργησαν ιάπωνες επιστήμονες
Ενα εργοστάσιο παραγωγής μαρουλιού υπό το φως... φωτοδιόδων δημιούργησαν επιστήμονες στην Ιαπωνία. Η «υπερφάρμα» εσωτερικού χώρου, συνολικής έκτασης 2.320 τ.μ., διαθέτει 17.500 λαμπτήρες LED οι οποίοι με τη βοήθεια του φωτός που εκπέμπουν μιμούνται το φυσικό «χάδι» του ήλιου πυροδοτώντας τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης και της ανάπτυξης των φυτών.
Πίσω από τη φουτουριστική φάρμα με δυνατότητα παραγωγής περίπου 10.000 μαρουλιών την ημέρα - η οποία εντοπίζεται στο Τοχόκου, στην περιφέρεια Μιγιάγκι και στεγάζεται σε ένα πρώην εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρονικών συσκευών της Sony που εγκαταλείφθηκε μετά τον φονικό σεισμό του 2011 - βρίσκονται ο αμερικανικός κολοσσός General Electric και η ιαπωνική εταιρεία Mirai Inc.«Αμέσως μετά τον μεγάλο σεισμό του Μαρτίου του 2011, η GE Japan άρχισε να εξετάζει νέα προγράμματα με κεντρικό άξονα τον αγροτικό τομέα και στόχο την ανακατασκευή της πληγείσας περιοχής του Τοχόκου. Στο πλαίσιο της προσπάθειας αυτής η GE ένωσε τις δυνάμεις της με την εταιρεία Mirai, η οποία διέθετε την απαραίτητη τεχνογνωσία» λέει στο «Βήμα» ο Τομοάκι Κιμούρα, γενικός διευθυντής στον τομέα των LED της GE Lighting Ασίας. «Με στόχο την επέκταση σε παραγωγικό επίπεδο και με την πολύτιμη βοήθεια της Mirai, το πρόγραμμα επιλέχθηκε από το υπουργείο Οικονομικών, Εμπορίου και Βιομηχανίας του Τοχόκου ως "σχέδιο έρευνας και ανάπτυξης για τη δημιουργία νέων επιχειρήσεων μέσω της ενσωμάτωσης υπολογιστικών συστημάτων". Η Mirai ολοκλήρωσε επιτυχώς την κατασκευή μιας φάρμας εσωτερικού χώρου στο Πάρκο Μιγιάγκι Φούκο στο Ταγκάτζο, στην περιφέρεια Μιγιάγκι. Η φάρμα βρίσκεται σε ένα ανακαινισμένο πλέον κτίριο, το οποίο προηγουμένως αποτελούσε το εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρονικών συσκευών του Κέντρου Τεχνολογίας Σεντάι της Sony» μας εξηγεί ο ίδιος.
Οι ειδικοί εκμεταλλεύθηκαν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του παλιού εργοστασίου: οι μεγάλοι, ενιαίοι, ψηλοτάβανοι χώροι και τα υπάρχοντα συστήματα μόνωσης χρησιμοποιήθηκαν έξυπνα δημιουργώντας μια hi-tech εγκατάσταση, κατάλληλη για την υδροπονική καλλιέργεια μαρουλιού. Ωστόσο, όπως σημείωσε ο κ. Κιμούρα «Οποιοσδήποτε χώρος, με τη βοήθεια της ειδικής τεχνολογίας που απαιτείται για την καλλιέργεια λαχανικών, μπορεί να μεταμορφωθεί σε φάρμα εσωτερικού χώρου».
Φωτοσύνθεση εσωτερικού χώρου
Σύμφωνα με τους ειδικούς, η αγροτική παραγωγή στην Ιαπωνία έχει μειωθεί σημαντικά κατά τα τελευταία χρόνια. Η στροφή προς τις καλλιέργειες σε κλειστούς χώρους θα μπορούσε να οδηγήσει στην κάλυψη των αναγκών της εγχώριας αγοράς και στη μείωση της εξάρτησής της από εισαγόμενα προϊόντα.Οπως γνωρίζουν καλά οι επιστήμονες, οι λαμπτήρες LED είναι κατάλληλοι για την εφαρμογή τους σε καλλιέργειες εσωτερικών χώρων καθώς είναι σε θέση να πυροδοτούν τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης και να υποστηρίζουν την ανάπτυξη των φυτών. Οι φωτοδίοδοι, κατά τους ειδικούς, μπορούν να προσαρμοστούν στις ανάγκες των καλλιεργήσιμων ειδών και να εξασφαλίζουν τον μέγιστο ρυθμό ανάπτυξής τους στις συνθήκες του συγκεκριμένου τύπου καλλιέργειας - ο οποίος χαρακτηρίζεται από τον περιορισμένο χώρο για κάθε φυτό. Στην περίπτωση της ιαπωνικής υπερφάρμας, οι ειδικοί χρησιμοποιούν το λευκό φως για να μιμηθούν το φως της μέρας, το οποίο κινείται όσο περνάει η ώρα παραπέμποντας στον «περίπατο» του ήλιου στον ουρανό. Αντίθετα, το μοβ φως μιμείται τις φυσικές συνθήκες που επικρατούν κατά τη διάρκεια της νύχτας.«Η GE Japan Corp. είναι υπεύθυνη για το εξειδικευμένο σύστημα φωτισμού της εσωτερικής φάρμας, αποτελούμενο από λαμπτήρες LED» μας λέει ο κ. Κιμούρα. «Το εν λόγω σύστημα δοκιμάζεται από τον Απρίλιο του 2012 σε συνδυασμό με ειδικά ποτιστικά συστήματα και συστήματα συλλογής δεδομένων. Παλαιότερα, τα εργοστάσια παραγωγής λαχανικών χρησιμοποιούσαν κυρίως λαμπτήρες φθορισμού ως μέσο τεχνητού φωτός, οι οποίοι είχαν χαμηλό αρχικό κόστος. Οι λαμπτήρες LED ωστόσο παράγουν φως σε μήκη κύματος που προσαρμόζονται ακριβώς στις ανάγκες των λαχανικών με στόχο την ανάπτυξή τους. Παράλληλα, περιορίζουν την κατανάλωση πολύτιμου ηλεκτρικού ρεύματος κατά 40%, συγκριτικά με τους λαμπτήρες φθορισμού, με αποτέλεσμα η σοδειά της μονάδας να έχει αυξηθεί επιτυχώς κατά 50%. Αυτό έρχεται να αντισταθμίσει το αρχικά υψηλότερο κόστος των LED» προσθέτει ο ίδιος.
Υδροπονία, όπως... οικονομία
Η υπερ-φάρμα, πέρα από την εξοικονόμηση ρεύματος, συνοδεύεται και από την εξοικονόμηση νερού. Σύμφωνα με την εταιρεία, τα μαρούλια που μεγαλώνουν εσωτερικά απαιτούν περίπου το 1/500-1/100 της ποσότητας νερού που απαιτούν οι υπαίθριες καλλιέργειες. Επιπλέον, υπολογίζεται καλύτερα η ανάγκη τους για θρεπτικές ουσίες με αποτέλεσμα η χρήση λιπασμάτων να είναι περιορισμένη.«Με τη βοήθεια των φωτοδιόδων η μονάδα παράγει περίπου 10.000 μαρούλια ημερησίως. Συγκριτικά δηλαδή με τις υπαίθριες καλλιέργειες, τα μαρούλια που καλλιεργούνται εκεί μεγαλώνουν κατά 2-2,5 φορές ταχύτερα. Τα συγκεκριμένα λαχανικά είναι κατά 95% βρώσιμα - γεγονός που σημαίνει ότι ένα ελάχιστο μέρος τους καταλήγει στα σκουπίδια. Η σταθερά υψηλή θρεπτική τους αξία αποτελεί άλλο ένα σημαντικό προσόν της υδροπονικής καλλιέργειας. Τα εν λόγω λαχανικά διατηρούν σταθερά υψηλά επίπεδα σε β-καροτίνη, σε βιταμίνες C και Ε, ασβέστιο, κάλιο και μαγνήσιο».«Από τη στιγμή που τα μαρούλια αυτά δεν εξαρτώνται από την ποιότητα του χώματος, τα καιρικά φαινόμενα (π.χ. τα επίπεδα της βροχόπτωσης, τον αέρα κ.τ.λ.), δεν τίθεται και το μέγα ζήτημα της μόλυνσης του εδάφους, με αποτέλεσμα να χαρακτηρίζονται "καθαρά". Από τη στιγμή όμως που τα λιπάσματα που λαμβάνουν τα λαχανικά είναι υδατοδιαλυτά, δεν μπορούμε να πούμε ότι πρόκειται για προϊόντα βιολογικής καλλιέργειας και για αυτό δεν μπορούν να λάβουν τη σχετική σήμανση. Στη συγκεκριμένη εσωτερική καλλιέργεια δεν χρησιμοποιούνται χημικά. Οι εργαζόμενοι στον χώρο οφείλουν να ακολουθούν τους κανόνες υγιεινής, οι οποίοι προβλέπουν ντους πριν από την είσοδό τους στον χώρο» μας λέει ο Κιμούρα.
«Υπερφάρμα» με κοινωνικές διαστάσεις
Οπως μας περιγράφει ο ίδιος, η ιδέα γύρω από το εργοστάσιο παραγωγής μαρουλιού ξεκίνησε με σκοπό την ανάκαμψη της βιομηχανίας και τη γενικότερη επιχειρηματική ανάπτυξη της περιοχής Τοχόκου, η οποία είχε υποστεί τεράστιες ζημιές κατά τον μεγάλο σεισμό του 2011. Αλλος ένας μεγάλος προβληματισμός ωστόσο των ειδικών επικεντρώνεται στη ραγδαία αύξηση του παγκόσμιου πληθυσμού και την επαρκή κάλυψη των διατροφικών του αναγκών.
«Στόχος μας ήταν η δημιουργία ενός συστήματος ικανού να εφαρμοστεί σε ευρεία κλίμακα και να συμβάλλει στη σταθερή πηγή τροφής» υποστηρίζει ο γενικός διευθυντής της GE Lighting Ασίας. «Σε επόμενη φάση αποβλέπουμε στην εξαγωγή της τεχνογνωσίας του συγκεκριμένου προγράμματος. Ηδη υπάρχει αυξημένο ενδιαφέρον τόσο από άλλες περιοχές της Ιαπωνίας, όσο και από άλλες χώρες. Για την ώρα, βρίσκονται σε εξέλιξη παρόμοιες απόπειρες σε Χονγκ Κονγκ και ρωσική Απω Ανατολή».
Στην ερώτηση κατά πόσο η υδροπονία εσωτερικού χώρου θα μπορούσε να αποτελέσει την καλλιέργεια του μέλλοντος ο κ. Κιμούρα υπογραμμίζει ότι η συγκεκριμένη μέθοδος προστατεύει τα λαχανικά από την ατμοσφαιρική ρύπανση και τη μόλυνση του εδάφους.
«Για την ώρα το ευρύ κοινό δεν έχει την ευκαιρία της δοκιμής ενός τέτοιου προϊόντος. Μελλοντικά όμως αυτό θα αλλάξει. Η εταιρεία Mirai πρόκειται να αναλάβει τη διαχείριση της μονάδας και τη διάθεση των μαρουλιών σε αλυσίδες σουπερμάρκετ, με τις ετήσιες πωλήσεις να υπολογίζονται στα 300 εκατ. ιαπωνικά γεν - δηλαδή περίπου 2,2 εκατ. ευρώ».Με την κλιματική αλλαγή, τη ρύπανση του περιβάλλοντος και τα διάφορα εμπάργκο να στοιχίζουν δισεκατομμύρια σε αγροτικές «απώλειες», ενδεχομένως μια τέτοια λύση να μπορούσε να αποφέρει καρπούς τόσο οικονομικά όσο και κοινωνικά.
Λεξικό
Υδροπονία
ονομάζεται η μέθοδος καλλιέργειας κατά την οποία η ανάπτυξη των φυτών γίνεται χωρίς εδαφικό υπόστρωμα, ενώ όλα τα θρεπτικά συστατικά παρέχονται μέσω του νερού
Τα LED (Light Emitting Diodes), γνωστά και ως δίοδοι εκπομπής φωτός, ή αλλιώς φωτοδίοδοι, αποτελούν ημιαγωγούς οι οποίοι εκπέμπουν φωτεινή ακτινοβολία στενού φάσματος όταν δέχονται μια ηλεκτρική τάση κατά τη φορά ορθής πόλωσης (forward-biased)
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, τα LED μπορούν να υποκαταστήσουν αποτελεσματικά το φυσικό ηλιακό φως σε κάποιες περιπτώσεις - όπως π.χ. στην περίπτωση των υδροπονικών καλλιεργειών. Το χρώμα των φωτοδιόδων επιδρά με διαφορετικό τρόπο στη διαδικασία της ανάπτυξης των φυτών. Οι συγκεκριμένοι λαμπτήρες είναι πιο ακριβοί κατά την εγκατάστασή τους, είναι όμως ενεργειακά «λιτοδίαιτοι» συγκριτικά με άλλους και έχουν διάρκεια ζωής τουλάχιστον 50.000 ωρών. Αλλο ένα σημαντικό χαρακτηριστικό τους, στην περίπτωση των καλλιεργειών εσωτερικού χώρου, είναι το γεγονός ότι δεν αναπτύσσουν υψηλές θερμοκρασίες.  http://www.tovima.gr