Aeroponics

Aeroponic farming is growing plants in air without any substrate or other growing medium. The plants are sustained in place and their roots are sprayed with a  “mist” to provide them with the necessary nutrients. The support enters in minimal contact with the plant holding it at the stem with the leaves and crown growing above and the roots hanging free in the air below. If the environment is kept free from pathologies the plants can grow quicker and healthier than they do in soil as the roots are better oxygenated having direct contact with the air.

There are many cases in nature where plants grow like this with air roots under humid conditions, for example orchids have a natural tendency of aerial roots and cling onto other plants and get their nutrients from them. Recent research has shown that a great number of plants can be used to grow in this way and not only the ones with a natural tendency for it.

Potato plants are grown using aeroponics as a means of getting more and same-sized tubers for planting. The method improves productivity as one plant hanging in the air yields up to 20 small potatoes instead of 3 or 4 for with the traditional soil-based method. The roots are normally kept in darkness but are accessible and can easily be harvested in the right moment without moving the plant. The method saves water, not because an aeroponic plant need less of of it, but because all excess water is recycled back to the plants again.

One part of the ongoing preparations and investigation for future space travel to planet Mars is looking into aeroponic growing as part of the survival strategies. The red planet has very adverse conditions indeed with the highest temperatures around -25 °C and the lowest below  -100°C and very little water, why growing plants naturally seems out of the question. In one experiment at the Czech University of Life Sciences, the scientists are experimentally growing lettuce, mustard, radishes and herbs using aeroponics, proving that they can survive almost without water.

On the Spanish island of Ibiza one of the first vertical gardens in Europe using aeroponic towers to grow food naturally while saving 95% water in comparison to conventional organic farming. Besides saving water the method also save space and improves crop yields. The tower structures have a separate slot for every plant where the mineral bases nutrients are circulated internally. A great variety of plants are being grown, like tomatoes, cabbage, lettuce and even melons.

Critics to aeroponics argue that, as the plants are fed with artificial nutrients, they don’t have access to the microbiology of healthy soil. In that sense aeroponic farming can be compared to feeding humans directly through an intravenous solution. In that sense, the role of soil is as important as the role of the stomach, to break down organic matter and provide micronutrients and other things that are associated with organic food production. Still, if we want to make a living in such a hostile environment as the red planet, the method seems rather promising.

 

Permaculture / Permacultura

The concept of Permaculture was created as a set of holistic design principles to provide for a resilient and resource efficient integration of man in nature, to create withstanding systems of a “permanent agriculture”, that later also took on social aspects to be redefined as also standing for “permanent culture”.

The theory of permaculture was developed by the two Australian researches Bill Morrison and David Holmgren from the 1960-ties and first published in book form in 1978 by the title “Permaculture One: A Perennial Agriculture for Human Settlements”. Inspired by the lectures of Morrison and Holmgren, the ideas have spread worldwide creating many institutes where Permaculture is taught and practised.

You could say as very generic slogan to define what permaculture is about that if you take care of the earth, the earth will take of you. That can be understood as the need to work with limited and renewable resources to improve the environmental health, to create fertile and self-sufficient habitats that can sustain and cover our needs in the very long run. Said with other words: we need a self-supporting system where we never take out more than we put in.

The three base principles of permaculture are:

  • Care for the earth: Provision for all life systems to continue and multiply. This is the first principle, because without a healthy earth, humans cannot flourish.
  • Care for the people: Provision for people to access those resources necessary for their existence.
  • Fair share: By governing our own needs, we can set resources aside to further the above principles. This includes returning waste back into the system to recycle into usefulness.

El concepto de Permacultura se creó como un conjunto de principios de diseño holístico para proporcionar una integración resiliente y eficiente de los recursos del hombre en la naturaleza, para crear sistemas resistentes de una “agricultura permanente”, que más tarde también tomó aspectos sociales para ser redefinidos a también representar una “cultura permanente”.

La teoría de la permacultura fue desarrollada por los dos investigadores australianos Bill Morrison y David Holmgren a partir de los años 60 y se publicó por primera vez en forma de libro en 1978 con el título ”Permaculture One: A Perennial Agriculture for Human Settlements”. Inspirados por las conferencias de Morrison y Holmgren, las ideas se han extendido por todo el mundo creándose muchos institutos donde se enseña y practica la Permacultura.

Se podría decir como un eslogan muy genérico para definir de qué se trata la permacultura de que si cuidas la tierra, la tierra te quitará a ti. Eso puede entenderse como la necesidad de trabajar con recursos limitados y renovables para mejorar la salud ambiental, crear hábitats fértiles y autosuficientes que puedan sostener y cubrir nuestras necesidades a largo plazo. Dicho con otras palabras: necesitamos un sistema autosuficiente en cual nunca sacamos más de lo que aportamos.

Los tres principios básicos de la permacultura son:

  • Cuidado de la tierra: Provisión para que todos los sistemas de vida continúen y se multipliquen. Este es el primer principio, porque sin una tierra sana, los humanos no pueden florecer.
  • Cuidado de las personas: disposición para que las personas accedan a los recursos necesarios para su existencia.
  • Participación justa: al gobernar nuestras propias necesidades, podemos reservar recursos para promover los principios anteriores. Esto incluye devolver los desechos al sistema para reciclarlos en utilidad.

Providing drinkable water / Proporcionar agua potable

Almost 70 % of the planet is covered by water, but only 2,5% is freshwater. The rest of the water is ocean-based, saline water. Also most of the freshwater is trapped in frozen form around the poles, as snow or ice on fields and in glaciers. So just a small fraction, as little as 0.007 % is really accessible to feed the world’s population of 6.8 billion people.

The human body is mostly made up of water, just about 60%, and we constantly loose water, leaving the body as sweat or urine. Maintaining a water balance is vital; we should drink around 2 litres of water every day as even mild dehydration has negative effects on mental and physical performance.

However, we don’t need water only for drinking, but also for producing our food and clothing and for maintaining us clean and healthy, but we are not very efficient at using the water. According to a UN estimate, water usage globally has grown twice the amount of the population growth during the same time period.  In 2010, the UN General Assembly recognized the access to safe and affordable water and sanitation a basic human right.

The absence of safe drinking and sanitation water exposes individuals to avoidable health hazards. Around 1–2 billion people lack access to safe drinking water, and tens of thousands die every week of diseases related to water contamination. Though some areas of the planets have abundant freshwater resources, other parts, and increasingly due to climate change, are suffering from gradually rising water scarcity and competition for access to safe water. By 2025, half of the world’s population will be living in water-stressed areas.

When Microsoft founder and billionaire, Bill Gates, recently was seen on a video drinking water, that just minutes ago had been sanitary sludge, it caused a lot of attention. Gates was illustrating the fact that sanitary water can be treated and recycled into readily usable freshwater through an industrial process and the particular equipment he was looking at has been targeted for areas in developing countries lacking freshwater and sanitation.

We now face the future challenge to provide drinking water to our growing population, while wisely and effectively managing the scarce resource of water available and use all our technological resources to do so.

 

Casi el 70 % del planeta está cubierto por agua, pero solo el 2,5 % es agua dulce. El resto del agua es agua salina presente en los océanos. Además, la mayor parte del agua dulce está atrapada en forma congelada alrededor de los polos, como nieve o hielo en el suelo y en los glaciares. Entonces, solo una pequeña fracción, tan poco como 0.007 % es realmente accesible para alimentar a la población mundial de 6.8 mil millones de personas.

El cuerpo humano está compuesto principalmente de agua, aproximadamente el 60 %, y constantemente perdemos agua, que deja el cuerpo en forma de sudor u orina. Mantener un equilibrio hídrico es vital; debemos beber alrededor de 2 litros de agua todos los días, ya que incluso una deshidratación leve tiene efectos negativos en el rendimiento mental y físico.

Sin embargo, no necesitamos agua solo para beber, sino también para producir nuestra comida y ropa y para mantenernos limpios y saludables, pero no somos muy eficientes en el uso del agua. Según una estimación de la ONU, el uso de agua a nivel mundial ha crecido el doble de la cantidad de crecimiento de la población durante el mismo período de tiempo. En 2010, la Asamblea General de la ONU reconoció el acceso al agua potable y al saneamiento como un derecho humano básico.

La ausencia de agua potable y saneamiento expone a las personas a riesgos de salud que son evitables. Alrededor de 1–2 mil millones de personas carecen de acceso al agua potable y decenas de miles mueren cada semana por enfermedades relacionadas con la contaminación del agua. Aunque algunas áreas de los planetas tienen abundantes recursos de agua dulce, otras partes, y cada vez más debido al cambio climático, están sufriendo una escasez gradual de agua y una competencia por el acceso a agua segura. Para 2025, la mitad de la población mundial vivirá en zonas con escasez de agua.

Cuando el fundador y multimillonario de Microsoft, Bill Gates, fue visto recientemente en un video bebiendo agua, que solo unos minutos antes había sido un lodo sanitario, causó mucha atención. Gates estaba ilustrando el hecho de que el agua sanitaria puede tratarse y reciclarse en agua dulce fácilmente utilizable a través de un proceso industrial y el equipo particular que estaba mirando se ha dirigido a áreas en países en desarrollo que carecen de agua dulce y saneamiento.

Nos enfrentamos ahora al desafío futuro de proporcionar agua potable a nuestra creciente población, al mismo tiempo que administrando sabiamente y efectivamente el escaso recurso de agua disponible, usando todos nuestros recursos tecnológicos para hacerlo.

The plant revolution / El futuro es vegetal

We normally see plants as something inferior to animal life, more primitive, that hasn’t evolutionized at the same rate and to the same grade as the “superior” animals. In his new book, The Revolutionary Genius of Plants: A New Understanding of Plant Intelligence and Behavior, the author Stefano Mancuso shows us a whole new and intriguing view on plant life.

The plants wasn’t at all “left behind” by evolution, he argues, they just took a totally different evolutionary approach and followed a distinct path. While animals avoid changes by constantly moving around, plants decided to stay put, resist and adapt to the changes. While animals consume, plants produce. While animals have developed dedicated organs for different functions and a central brain, plants have evolved in a decentralized manner where all functions are present in every part of a plant.

We see the ability to move, and move quickly, as something very important. Speed is in a way our measurement of modernity and performance. Animals and humans have used their capacity to move for various reasons, for finding food and shelter, for protection against other animals and for spreading their DNA to new places. This behaviour has in a way freed us from a part of the need to adapt to changes and threats in our surroundings. Plants on the hand had to try to handle changing, or just plain hostile, environmental conditions and find strategies to cope with what was present around them.

So to survive, plants had to develop defences against being eaten to extinction, like sharp or unpalatable parts, and develop techniques to use the environment to carry them away to new places. They also needed to cope with strong heat, cold, draught, deluge, winds, lack of nutrients and other extreme conditions.

When you look at a plant, what you see is hierarchy of equal parts or perhaps one should say, a network of connected parts. You can cut off a piece of a plant and you still maintain a complete and fully functional organism as a base for a new individual. In a way you could say that plants never die, as parts of it may decline while others regenerate. This makes the plants a model for us when we want to create resilient technological solutions, like for a example communications networks.

Animals mostly consume more than they produce, they need an abundant quantity of nutrients from plants and other animals to keep alive and through their breathing they consume oxygen. Green plants, on the other hand, consume very little, taking most of their energy through the sunlight and the process photosynthesis and produce a substantial part of the earth’s oxygen need.

What is really fascinating about plants is that recently it has been shown that they actually have their own form of intelligence, that they react to stimuli in their environment in an active way, with different chemical reactions, or that they actually can see what is around them and also have memory, being able to remember different situations and change their reactions over time.

It may well be that the solution to many of our current environmental problems, like adapting to climate change, drinking water scarcity or food shortage, might have been here silently waiting for aeons for us humans to evolve enough to be able to see them.

Normalmente vemos las plantas como algo inferior a la vida animal, más primitivo, que no ha evolucionado tanto y al mismo ritmo que los animales “superiores”. En su nuevo libro, “El futuro es vegetal”, el autor Stefano Mancuso nos muestra una visión completamente nueva e intrigante sobre la vida de las plantas.

Las plantas no se habían “quedado atrás” por la evolución, argumenta, simplemente adoptaron un enfoque evolutivo totalmente diferente y siguieron un camino distinto. Mientras los animales pueden evitar cambios moviéndose constantemente, las plantas han decidido quedarse, resistir y adaptarse a los cambios. Mientras los animales consumen, las plantas producen. Mientras los animales han desarrollado órganos dedicados para diferentes funciones y un cerebro central, las plantas han evolucionado de una manera descentralizada con todas las funciones presentes en cada parte de una planta.

Vemos la capacidad de moverse, y de moverse rápidamente, como algo muy importante. La velocidad es, en cierto modo, nuestra medida de modernidad y rendimiento. Los animales y los humanos han usado su capacidad para moverse por varias razones, para encontrar comida y refugio, para protegerse contra otros animales y para difundir su ADN a nuevos lugares. Este comportamiento nos libera de una manera en parte de la necesidad de adaptarnos a los cambios y amenazas en nuestro entorno. Las plantas a cambio tenían que tratar de manejar condiciones ambientales cambiantes, o simplemente hostiles, y encontrar estrategias para hacer frente a lo que estaba presente a su alrededor.

Así que para sobrevivir, las plantas tenían que desarrollar defensas contra ser consumidas hasta la extinción, como partes afiladas o desagradables, y desarrollar técnicas para usar el medio ambiente para llevarlas a lugares nuevos. También necesitaban lidiar con excesos de calor o frío, sequias, inundaciones, vendavales, la falta de nutrientes y otras condiciones extremas.

Cuando miras una planta, lo que ves es una jerarquía de partes iguales o tal vez de debería decir, una red de partes conectadas. Puede cortar un esqueje de una planta y aún mantener un organismo entero y completamente funcional como base para un nuevo individuo. Se podría decir que las plantas nunca mueren, como partes puede declinar mientras que otras se regeneran. Esto les convierte en un modelo para nosotros cuando queremos crear soluciones tecnológicas resistentes, como por ejemplo las redes de comunicaciones.

Los animales en su mayoría consumen más de lo que producen, necesitan una cantidad abundante de nutrientes de plantas y otros animales para mantenerse con vida y respiran consumiendo oxígeno. Las plantas verdes, por otro lado, consumen muy poco, ya que consiguen la mayor parte de su energía a través de la luz solar y el proceso de la fotosíntesis y producen una parte sustancial de la necesidad de oxígeno de la tierra.

Lo realmente fascinante de las plantas es que se ha demostrado que de hecho tienen su propia forma de inteligencia, que reaccionan ante los estímulos de su entorno de forma activa, con diferentes reacciones químicas, o que realmente pueden ver lo que hay alrededor. También tienen memoria, son capaces de recordar diferentes situaciones y cambiar sus reacciones con el tiempo.

Puede ser que las soluciones a muchos de nuestros problemas ambientales actuales, como la adaptación al cambio climático, la falta de agua potable o la escasez de alimentos, podría haber estado esperando que evolucionásemos suficiente para poder verlos.