Los árboles artificiales son dispositivos diseñados para captar contaminantes atmosféricos y devolver aire más limpio mediante procesos inspirados en la fotosíntesis. Su objetivo es complementar a los árboles naturales en zonas urbanas donde el espacio, el suelo o las condiciones ambientales dificultan la reforestación.
Entre las tecnologías más conocidas se encuentran los Treepods, BioUrban y CityTree. Según el diseño, utilizan procesos como el «humidity swing», microalgas o musgo para retirar dióxido de carbono, partículas y determinados gases contaminantes del aire.
Por qué se desarrollan árboles artificiales
Se ha puesto de manifiesto que el número de árboles que hay en nuestras ciudades resulta insuficiente para limpiar el aire contaminado por las emisiones de los coches, las calefacciones y las industrias. En todo el mundo, se estima que siete millones de personas mueren por exposición a la contaminación del aire cada año.
Los árboles son excelentes herramientas para limpiar el aire de la atmósfera, pero tienen ciertos inconvenientes: necesitan tiempo y espacio para crecer. La cantidad de CO2 que emitimos a diario no puede ser eliminada de manera natural pero, ¿y si la tecnología nos permitiera imitar a la naturaleza?
Nadie duda de la importancia de la multiplicación de espacios naturales, especialmente en áreas urbanas. Además de los efectos beneficiosos para la salud y para el medio ambiente, hay estudios que defienden que la proliferación de árboles tiene efectos económicos muy beneficiosos que permitirían ahorrar miles de millones de euros al año.
Cómo funcionan estos dispositivos
La idea es fácil de entender: crear un sistema capaz de recoger el dióxido de carbono del aire y transformarlo en oxígeno para expulsarlo de nuevo. Exactamente, imitando la fotosíntesis de los árboles naturales, mediante un proceso llamado «humidity swing».
La estructura metálica -una mezcla entre un árbol y una torre posmodernista- capta la contaminación y a través de microalgas en su interior realiza un proceso de fotosíntesis los 365 días del año para devolver el aire limpio.
En otros diseños, el aire contaminado atraviesa una pared de musgo, una planta acostumbrada a vivir sin tierra y que funciona naturalmente como un filtro del aire. «El musgo puede acumular todas las partículas contaminantes y transformarlas en nutrientes», le explica a la BBC Liang Wu, cofundador de Green City Solutions, la compañía que desarrolló el árbol.
Estas tecnologías no funcionan todas de la misma manera ni eliminan necesariamente los mismos contaminantes. Algunas se centran en el dióxido de carbono, mientras que otras están diseñadas para retener partículas, polvo, gérmenes, dióxido de nitrógeno u otros compuestos presentes en el aire urbano.
Treepods: árboles artificiales con paneles solares
Un equipo de diseñadores, conscientes de que la naturaleza no puede hacer todo el trabajo ella sola, ha ideado un sistema que podría ser parte de la solución: los «Treepods», árboles artificiales que generan oxígeno.
Ése es el objetivo de este proyecto presentado en la última edición del concurso de la SHIFTboston por un equipo de diseñadores liderado por el chileno Mario Cáceres y el italiano Christian Canonico.
Todo esto con una serie de artilugios que, para mimetizarse en la ciudad, imitarían la forma de un árbol, con su tronco y ramificaciones. Para que su presencia no sea agresiva sino agradable, los diseñadores se inspiraron en los árboles conocidos como drago o sangre de drago.
Este tipo de árboles cuentan con un robusto tronco e innumerables ramas que se enredan construyendo una copa en forma de paraguas. La apariencia de los «Treepods» es muy similar a la de esta especie.
Pero hay más. Además de conseguir limpiar el aire y reducir la contaminación, estos «Treepods» ofrecen una ventaja adicional que no pueden dar los árboles naturales: estarían equipados con paneles solares en la parte superior de sus «ramas» que permitirían generar energía para el alumbrado de las ciudades.
Es decir, respeto a la naturaleza por partida doble. Además del plus de los paneles solares, que permiten obtener energía para la iluminación urbana, los «Treepods» tienen la ventaja de que pueden instalarse en zonas que nos son idóneas para el crecimiento de árboles, algo muy común en las asfaltadas ciudades actuales.
Purificadores de aire instalados en Lima
Los primeros dispositivos purificadores de aire ya se pueden ver en las cercanías de la ciudad de Lima, Perú. Estas estructuras de cuatro metros de altura limpian el aire de partículas de polvo y gases, lo que es sumamente efectivo para enfrentar la contaminación.
La capital peruana es una de las ciudades que más sufren la contaminación en América Latina y estos “árboles artificiales” serán sin dudas una herramienta importante para disminuir la contaminación ambiental.
El proyecto incluye la instalación y puesta en marcha de cuatrocientos purificadores de aire en las zonas más comprometidas de Lima. Cada árbol tiene la capacidad de limpiar unos 200.000 metros cúbicos de aire, liberándolo de polvo, gérmenes y lo más importante, gases contaminantes como el dióxido de carbono (CO2) que emiten los automotores, el gran responsable de la contaminación atmosférica.
Los arboles artificiales son capaces de captar el CO2 y almacenarlo bajo la superficie, liberando oxígeno al aire en el proceso.
Consumo de energía y agua
Ya han habido varios intentos por implementar esta tecnología en otros lugares con alta contaminación, en Chile y en México se descartó su uso debido a los altos costos de mantenimiento.
Pero estos nuevos árboles artificiales son viables, consumen 2,5 kilovatios de energía eléctrica, el equivalente a 25 bombillas de luz de 100 vatios y alrededor de 60 litros de agua cada cinco horas.
| Característica | Dato |
|---|---|
| Altura de las estructuras | Cuatro metros |
| Capacidad de limpieza | Unos 200.000 metros cúbicos de aire |
| Consumo eléctrico | 2,5 kilovatios |
| Consumo de agua | Alrededor de 60 litros cada cinco horas |
| Proyecto previsto | Cuatrocientos purificadores de aire |
BioUrban: microalgas para limpiar el aire
Diseñada por una nueva empresa mexicana, su estructura de metal utiliza microalgas para limpiar el dióxido de carbono y otros contaminantes del aire, devolviendo oxígeno puro al medio ambiente.
Se trata de BioUrban, una especie de árbol artificial que como sus pares naturales absorbe la contaminación y devuelve aire limpio. Cada cierto tiempo, México DF se paraliza por el humo de automóviles, industrias e incluso el volcán Popocatépetl, pero ahora un grupo de ingenieros tiene una propuesta para reducir el problema.
El invento mexicano parece promisorio en especial para quienes más padecen la contaminación: peatones, adultos mayores y ciclistas. «Lo que hace este sistema, a través de la tecnología, es poder inhalar esa contaminación y luego utilizamos a la biología para que realice el proceso natural como lo realiza un árbol», dice a la AFP Jaime Ferrer, socio cofundador de BiomiTech, la joven empresa detrás de BioUrban.
Uno solo de los dispositivos realiza la labor de unos 368 árboles reales, según sus creadores. Pese a esa cifra, Ferrer señala que el invento -que tiene una altura aproximada de cuatro metros y casi tres metros de diámetro- no busca sustituir a los árboles reales sino complementarlos, ya que por sus características el sistema puede estar ubicado en zonas donde es difícil reforestar.
Puede instalarse “en lugares de alta afluencia peatonal, vehicular, de ciclistas, de terminales de transporte, donde no se puede plantar una hectárea de árboles”, dice.
Dimensiones y capacidad de BioUrban
Con una medida de 4,2 metros de alto y casi 3 metros de ancho, el dispositivo se parece a una cruce entre un árbol y un rascacielos, con un tronco de acero que irradia bandas ascendentes de metal concéntrico.
Su nombre es BioUrban y generalmente cuesta alrededor de 50.000 dólares por unidad. Cada árbol pesa aproximadamente una tonelada y limpia tanto aire como una hectárea (2.5 acres) de bosque, el equivalente a lo que respiran 2.890 personas en un día.
El objetivo de la compañía es ayudar a esas ciudades a lograr un aire más limpio en áreas específicas, como las que usan los peatones, los ciclistas o los ancianos.
| Característica | Dato |
|---|---|
| Altura | 4,2 metros |
| Anchura | Casi 3 metros |
| Peso aproximado | Una tonelada |
| Equivalencia de limpieza | 368 árboles reales |
| Superficie forestal equivalente | Una hectárea (2.5 acres) de bosque |
| Personas cuyo aire respirado puede equivaler | 2.890 personas en un día |
Primeras instalaciones y expansión
Lanzado en 2016, BiomiTech hasta ahora ha "plantado" tres árboles: uno en la ciudad de Puebla, en el centro de México, donde tiene su sede; otro en Colombia; y otro en Panamá.
Tiene un contrato para dos más en Turquía, y proyectos en proceso para instalarlos en Ciudad de México y Monterrey, en el norte de México.
El primero de estos artefactos fue instalado en la capital del central estado de Puebla, cerca de una universidad. “Es interesante que ocupa la tecnología para ayudar al ambiente porque ahorita sí lo necesitamos”, dice María José Negrete, una estudiante de 21 años.
La empresa tiene previsto instalar los “árboles” en la norteña ciudad de Monterrey -financiados por la sociedad civil-, y en la capital, donde, como en Puebla, los municipios son los que han pagado por los proyectos. Además, instaló dispositivos en Turquía, en Colombia y en Panamá.
BioUrban como complemento, no como sustituto
“BioUrban” es solo una forma de paliar un problema mayúsculo. Cada año mueren en el mundo unas siete millones de personas debido a la contaminación atmosférica, según la Organización Mundial de la Salud.
En Ciudad de México, una de las capitales más contaminadas de la región, el problema afecta la calidad de vida de sus cerca de 20 millones de habitantes. En mayo, la megalópolis vivió varios días de alerta ambiental que obligaron a las autoridades a suspender clases en escuelas y a restringir actividades al aire libre.
Detrás de la densa nube de contaminantes estaban los poco más de cinco millones de automóviles que circulan a diario, las industrias y los continuos incendios forestales que se registraban en localidades cercanas, además del calor y la actividad que registró el vecino volcán Popocatépetl.
Para sus habitantes es una situación común que requiere mayor atención de las autoridades. Ferrer considera que para reducir significativamente el problema en una ciudad como esta -donde ya se están estudiando los puntos donde se pueden ubicar los dispositivos purificadores-, se tienen que atacar las fuentes de polución y endurecer las normas ambientales.
El sistema diseñado por BiomiTech “no viene a acabar con la contaminación de la Ciudad de México, viene a alivianar, viene a remediar el problema de contaminación en cada intersección o lugar de alta afluencia”, agrega.
CityTree: un bosque condensado en un árbol
Recuerda cuando de pequeño dibujabas un árbol. Por lo general su figura comenzaba con la base, dos pequeñas curvas como paréntesis invertidos y en la parte superior una nube de color verde que, a modo de follaje coronaba el árbol.
Pues esta idea que teníamos de un árbol ha cambiado radicalmente gracias a los creadores de CityTree, “un bosque condensado en un árbol”.
Este árbol artificial es tan alto como uno natural promedio, curiosamente es cuadrado y no tiene un tronco de madera, sino una estructura que lo vuelve móvil. Es el llamado CityTree (o árbol de la ciudad), una estructura móvil creada por un grupo de diseñadores alemanes que busca mitigar uno de los problemas ambientales más graves que sufre el planeta: la contaminación del aire.
Según sus creadores, este árbol tiene la capacidad de absorber dióxido de nitrógeno y material particulado del aire como lo harían 275 árboles naturales. Cada uno de ellos, dicen, absorbe 250 gramos de material particulado por día, y captura 240 toneladas métricas de CO2 al año.
El musgo como filtro biológico
Desarrollada en Alemania, esta instalación es en realidad una pared de musgo,una planta acostumbrada a vivir sin tierra y que funciona naturalmente como un filtro del aire.
Hay cientos de especies de musgo. Las especies seleccionadas son las que más contaminantes absorben y las que se adaptan mejor a cada clima y ambiente, según cada ciudad.
Actualmente, estos árboles están en 25 ciudades en todo el mundo (Módena, Oslo, Hong Kong, Glasgow, Bruselas, y en varias ciudades alemanas).
Sensores, energía y mantenimiento
Instalarlos demora unas 6 horas y su mantenimiento es sencillo. La instalación (que puede incluir un banco para sentarse) tiene paneles solares que le dan electricidad y un sistema para recolectar agua de lluvia que permite dosificar el riego.
El árbol tiene incorporados sensores que controlan la humedad del suelo, la temperatura del aire y la calidad del agua. También tienen un sensor para medir la calidad del aire y evaluar su eficiencia.
Esta combinación permite que el dispositivo controle las condiciones necesarias para conservar el musgo y comprobar el funcionamiento del sistema en el entorno urbano.
Costes y limitaciones de los árboles artificiales
Todos estos beneficios tienen un costo. Plantar y mantener un árbol tradicional cuesta alrededor de US$950 por década. Un CityTreesupone un costo de US$28.000.
El precio de cada BioUrban varía según los proyectos, pero ronda los 50.000 dólares.
Pero estos nuevos árboles artificiales son viables, consumen 2,5 kilovatios de energía eléctrica, el equivalente a 25 bombillas de luz de 100 vatios y alrededor de 60 litros de agua cada cinco horas.
Un costo excesivamente alto si se compara con un árbol verdadero, y es aquí donde está la gran contradicción: Están reemplazando algo que la naturaleza nos ofrece sin costo alguno, y con mucha mayor eficiencia; por una máquina que lo imita.
Muchos entonces se preguntan si no es mejor invertir estos esfuerzos -y dinero- en proyectos que ataquen directamente la fuente de origen de la contaminación y no sus consecuencias.
| Sistema | Elemento biológico o proceso | Capacidad o característica indicada | Coste indicado |
|---|---|---|---|
| Treepods | Proceso «humidity swing» y paneles solares | Captación de dióxido de carbono y generación de oxígeno | No indicado |
| Purificadores de Lima | Captación y almacenamiento de CO2 | Unos 200.000 metros cúbicos de aire | No indicado |
| BioUrban | Microalgas | Equivalente a 368 árboles reales | Alrededor de 50.000 dólares por unidad |
| CityTree | Musgo | Equivalente a 275 árboles naturales | US$28.000 |
| Árbol tradicional | Procesos naturales | Requiere tiempo y espacio para crecer | Alrededor de US$950 por década |
Lo que los árboles naturales hacen además de absorber CO2
Un nuevo estudio internacional demuestra la función crucial que tienen unos microorganismos presentes en las hojas de los árboles de retirar compuestos nitrogenados del aire.
El estudio demuestra que los árboles no sólo son excelentes absorbiendo dióxido de carbono, sino que desempeñan un papel sorprendente en la retención y transformación de otros contaminantes como los compuestos nitrogenados.
El equipo científico, con Rossella Guerrieri a la cabeza, investigadora Marie Sklodowska Curie en el CREAF mientras se llevó a cabo esta investigación, ha descubierto la presencia de unos microbios nitrificantes en las hojas de los árboles que interactúan con compuestos nitrogenados presentes en la atmósfera (amoniaco y amonio, altamente contaminantes) y los transforman en nitratos.
Este proceso de transformación se llama “nitrificación”. La investigación se ha realizado en bosques europeos de áreas ligeramente contaminadas (en los países escandinavos), moderadamente (zona mediterránea) y altamente contaminadas (de Europa Central).
Cómo se investigó la nitrificación
Para encontrar estos microbios, el grupo de investigación ha utilizado la innovadora técnica Generation Sequence Analysis (NGS) que consiste en la secuenciación masiva de ADN ambiental para detectar la presencia de nuevos organismos.
Estos análisis se han llevado a cabo en los laboratorios del IBB-Parc de Recerca UAB y en el CEAB se realitzaron los análisis computacionales de estos datos con la participación de Joan Cáliz i Emilo O. Casamayor.
Para evaluar las propiedades nitrificantes han analizado muestras de agua de la lluvia dentro y fuera del bosque e incluso han analizado hojas de los árboles de distintas alturas, que han recolectado escaladores profesionales en todos los países.
“Investigaciones anteriores ya demostraban que las copas de los árboles, gracias a la cutícula de las hojas y su estructura morfológica (por ejemplo, la presencia de pelos), hacían una función de filtro pasivo. Pero no estaba convencida de que fuese un mecanismo simple y pasivo. Consciente de la gran biodiversidad que se encuentra en los bosques, y en particular en las copas de los árboles, empecé a preguntarme si, en cambio, este proceso no dependía de la intervención de microorganismos que viven en las hojas".
La nitrificación y sus efectos
El proceso de nitrificación es una parte clave del ciclo del nitrógeno que, hasta ahora, se pensaba que sólo se daba bajo tierra. Es un proceso esencial porque aumenta la disponibilidad de nitratos en el suelo, una forma de nitrógeno que los árboles necesitan para su crecimiento y son capaces de absorber.
Así, cuando el aire está poco contaminado de compuestos nitrogenados, gracias a la nitrificación en las hojas, aumenta la concentración de nitratos en el suelo, fertilizando el suelo y aportando más nutrientes al bosque.
Ahora bien, en las zonas donde el aire está altamente contaminado, especialmente a donde llega mucho el amoníaco (por la dispersión aérea de fertilizantes provenientes de la agricultura u otras actividades humanas), la actividad de los microbios de las hojas se dispara.
Esto hace que se produzcan nitratos en grandes cantidades, que se filtran hacia los acuíferos, comprometiendo la calidad de las aguas subterráneas, o incluso se vuelven a dispersar hacia la atmósfera.
Esta "sobre-fertilización" perjudica a los bosques y la calidad de las aguas subterráneas. Este descubrimiento, publicado en Nature GeoScience, revela la gran importancia de unos organismos tan pequeños.
Sin ellos, las copas de los árboles no serían capaces de transformar estos contaminantes atmosféricos y todo el nitrógeno se devolvería a la atmósfera aumentando el balance de gases de efecto invernadero.
Este estudio ha estado liderado por la profesora asociada R. Guerrieri desde el Departamento de Ciencias y Tecnologías de la Universidad de Bolonia, con la colaboración de un equipo internacional.
Investigadores/as del CREAF como Maurizio Mencuccini, Stefania Mattana y Josep Peñuelas y del CEAB también han participado.
¿Pueden sustituir los árboles artificiales a los árboles reales?
Entonces, si los árboles naturales ofrecen tantas ventajas, ¿por qué diseñar árboles artificiales?
Además del plus de los paneles solares, que permiten obtener energía para la iluminación urbana, los «Treepods» tienen la ventaja de que pueden instalarse en zonas que nos son idóneas para el crecimiento de árboles, algo muy común en las asfaltadas ciudades actuales.
BioUrban puede estar ubicado en zonas donde es difícil reforestar, especialmente en lugares de alta afluencia peatonal, vehicular, de ciclistas o de terminales de transporte.
Pero por el bien del planeta tierra y de sus habitantes, esperamos que no sea necesario usar estos artefactos tecnológicos, y que cada vez haya más árboles verdaderos en todos los rincones del mundo.
En otras palabras, en lugar de mantener los bosques y plantar árboles, están desarrollando tecnologías para lograr los mismos resultados. Sería muy triste un futuro con bosques artificiales, sin bosques verdaderos.
Es verdad que estos árboles artificiales cumplen la valiosa función de limpiar la atmósfera de contaminación y esto significa un gran aporte a la ecología.
Un árbol artificial para luchar contra la contaminación
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