¿Cómo construir una isla flotante (sobre el agua) a base de plantas?

Idealmente, utilizando la tecnología actual, o la de unas pocas décadas en el futuro, ¿cómo podrían los científicos diseñar una isla que flota en el mar 1 cumpliendo estos criterios?

  • es lo suficientemente grande para que los humanos vivan en él, y autosuficiente
  • es predominantemente de origen vegetal, o similarmente vivo, y así
    • puede reparar daños menores (por ejemplo, pérdida de pequeñas cantidades de material flotante) automáticamente
    • puede expandirse (hasta cierto punto) automáticamente
    • el daño más importante (por ejemplo, la pérdida de "ramas" enteras (o equivalente)) es reparable, aunque quizás con ayuda humana
  • quedaría lejos de tierra
  • (Bonificación: se puede mover por el océano, dirigido por sus habitantes)

Consideración

Me parece que un solo organismo podría ser poco práctico; sin embargo, ¿sería posible que creciera algún tipo de andamio con algas, o alguna alga acuática similarmente flotante?

1. Ya se han hecho preguntas sobre las islas que flotan en el cielo; Este no es uno de ellos.

Para que quede claro, esto está flotando en el océano , ¿sí? ¿No en el aire?
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@Dubukay ups sí, lo siento

Respuestas (4)

El mayor problema que tienes son las tormentas. Cualquier cosa lo suficientemente grande como para soportar incluso una tribu de humanos será demasiado grande para sobrevivir a una tormenta. Simplemente no se puede construir nada tan grande que la fuerte acción de las olas no pueda destrozar. Aquí solo está limitado por la relación entre la resistencia del material y el peso, incluso el acero hueco tiene límites. También es imposible dirigir algo de ese tamaño. En su lugar, vas con muchos objetos flotantes más pequeños, suficientes para uno por familia. Entonces, básicamente, botes orgánicos que forman una flotilla.

hay algunas maneras de hacer esto:

  1. algo como pontones flotantes de bambú podría ser una buena opción, ya que los pastos pueden expandirse orgánicamente un poste a la vez y el exceso puede usarse como material de construcción. esto puede dar la ilusión de un bosque flotante más grande, pero no es fácil de manejar y requerirá mucho más esfuerzo por parte del ser humano. al revés cuando las tormentas los destrozan, lo que queda todavía flota y puede crecer.

  2. Alternativamente, hacer crecer un barco real a partir de un solo árbol sería muy potente. Una pieza de madera que comprende todo con ramas y hojas en lugar de velas. La madera normal no funcionará para esto, necesita madera que crezca en un patrón de mosaico, casi "celular", pero en una escala macro, ya que la madera en sí no puede crecer. Alternativamente, puede crecer hacia afuera con una cubierta similar a la corteza, sin embargo, sus naves serán en gran medida sólidas, a menos que los humanos tallan el interior, pero tendrán dificultades para encontrar herramientas funcionales para esto. De cualquier manera, dejar que crezca puede ser algo equivalente a los barcos de madera en condiciones de navegar más grandes jamás construidos sin mucho problema, también terminas con barcos de todos los tamaños, los retoños más pequeños pueden ser canoas delgadas o botes de remos. Esto agrega mucha versatilidad y permite que las personas se muevan mucho más fácilmente.

Necesitarás muchas otras plantas para el cordaje y tu gente habrá subsistido principalmente de la pesca. También necesitará alguna forma orgánica de purificación de agua. también puedes combinar ambas ideas para la diversidad.

mantenerlo lejos de la tierra dependerá de los humanos que lo dirijan, no hay forma de evitar que algo plano finalmente toque tierra sin dirigirlo.

Tenga en cuenta que sin la tecnología basada en minerales, sus humanos se quedarán atrapados con la tecnología de la "edad de piedra" (sin la piedra) hay recolectores de cazadores modernos que viven así, todos viven exclusivamente en islas donde la arena es el componente principal de las islas sin piedra útil. El fuego es una herramienta humana esencial, por lo que sus "barcos" necesitarán generar mucho combustible.

Hay una gran cantidad de material tanto en islas naturales como artificiales. Algunos ya cuentan con asentamientos humanos y son autosuficientes.

Islas de vegetación flotante que ocurren naturalmente

La mayoría de las islas de vegetación natural están formadas por juncos, juncias, espadañas o espadañas que se extienden hacia el exterior desde la costa, luego, cuando el nivel del agua aumenta debido a la lluvia no estacional, se separan del lecho del lago para formar una isla flotante. Con el tiempo, estos pueden perecer, pero existe suficiente para formar una cama para que crezcan otras plantas. Si el nivel del agua se mantiene, estas islas flotantes pueden ser bastante permanentes, con muchos ejemplos en Europa, el Amazonas y México.

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Islas flotantes hechas artificialmente

Lea sobre el pueblo Uru en Perú . Por razones defensivas crearon 120 islas flotantes de juncos de totora, lo suficientemente grandes como para albergar asentamientos desde los que puedan vivir y pescar. Su población es de unos 2600.

Cada isla dura alrededor de 30 años, ya que las cañas se pudren y se alejan flotando, incluso si las capas en la superficie están sanas, por lo que una parte constante de su sustento es agregar más cañas con el tiempo.

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en el océano abierto

Muchos de los ejemplos anteriores se encuentran en lagos o cuerpos de agua bastante estáticos. En el océano es una historia diferente, se necesita un material fuerte para soportar las tensiones en el océano abierto. Hubo una propuesta durante la Segunda Guerra Mundial para construir un portaaviones con pulpa de madera y hielo, impulsado por dos docenas de motores.

El proyecto se llamó Habbakuk , y la idea era tener una isla flotante de 1200 m por 180 m y 12 m de espesor para lanzar bombarderos pesados. Con un alcance de 11000 km, era impermeable a los torpedos, lo que era una gran ventaja en ese momento.

Se canceló una vez que los aviones aumentaron su alcance, y también una vez que se produjeron cada vez más portaaviones de escolta más ligeros tradicionales, sin embargo, es una buena demostración de que podría haberse hecho, con un poco de esfuerzo.

tenga en cuenta que están en lagos o ríos, en el océano serían destrozados por la primera tormenta, si no antes por la acción de las olas.

Árboles de balsa ( Ochroma )

Usando madera de balsa debido a su gran relación resistencia-peso y otros materiales vegetales flotantes en la parte superior, puede crear una base estable muy parecida a una balsa; sin embargo, también necesitará una quilla para evitar que su isla se vuelque y un casco para actuar . como muro de contención para su isla flotante, de esa manera puede plantar más árboles de balsa, que podrían usarse para reemplazar las secciones dañadas. Al final, básicamente estás construyendo un barco que está casi al nivel del agua y terminas en una interminable batalla de fuerzas para mantenerte a flote.

Posibles desafíos

  • Salinidad, tal vez use sistemas de manglares debajo de los cimientos para permitir que el agua salada entre un poco creando básicamente una especie de mini mesa de agua dulce debajo de su isla.
    • Hundimiento dependiendo de la cantidad de agua que se permita filtrar.

Interpretación del artista

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Por lo tanto, estamos buscando un material a base de plantas que se usaría para construir una isla marina flotante lo suficientemente grande para que los humanos vivan en ella, que luego podría ser autosuficiente, repararse y expandirse, y que permanecería lejos de tierra? En cuyo caso, nomino al alga marina del sur, también conocida como Durvillea Antarctica . También conocido como "Rimurapa" por los maoríes, "Rimuroa" por los Moriori y como "Chocayuyo" por los quechuas, aimaras y mapuches.

Esta especie de alga marina marrón, que se encuentra en todo el Océano Austral hasta las costas de la Antártida, no tiene vejigas de aire: los mares de los rugientes cuarenta, los furiosos cincuenta y los chillidos sesenta son demasiado agitados, embravecidos y turbulentos para eso. . En cambio, flota debido a una estructura de panal única dentro de las láminas del alga, que también le da una fuerza y ​​flotabilidad excepcionales, y ayuda a que las algas marinas eviten ser dañadas por las tormentas. D. antarctica tiene que resistir fuerzas equivalentes a vientos de más de 1100 km/h.

Se cree que esto es responsable de la amplia distribución circumpolar de este género, ya que las algas son capaces de flotar cuando falla su sujeción (generalmente como resultado de gusanos y moluscos que se las comen, o de las rocas a las que está adherido rompiendo) . Puede colonizar otras costas de esta manera, y se ha demostrado que transporta comunidades de invertebrados a través de vastas distancias oceánicas de una orilla a otra, con este 'rafting' con Durvillaea antarctica especialmente permitiendo que una amplia gama de especies salten de isla en isla y re -colonizar las costas subantárticas limpiadas por el hielo durante la última Edad de Hielo.

La tribu maorí del sur, Ngāi Tahu, tenía varios usos para las algas marinas: el tallo estrecho, que conecta el sujetador con la hoja, se transformó en una flauta; la hoja fue tostada y masticada; los tallos o estípites de sujeción se usaban para hacer pelotas que rebotaban; y las hojas anchas se usaban como bolsas para conservar alimentos. Los maoríes fabricaban bolsas llamadas pōhā abriendo las cuchillas e inflándolas.

Produjeron las bolsas en grandes cantidades durante el verano en preparación para la temporada de aves de cordero [titi]. Las hojas infladas se colgaron para que se secaran durante varios días, luego se desinflaron y enrollaron. Estas bolsas luego se usarían para almacenar las aves de carnero (titi) en su propia grasa. La piel exterior de las palas es hermética y atrapa el aire en la estructura en forma de panal dentro de cada pala. Los alimentos conservados dentro de un pōhā se pueden conservar de forma segura hasta dos o tres años.

Por lo tanto, para crear nuestra enorme balsa estilo isla flotante, podríamos fabricarla entretejiendo las hebras de algas, el método más simple y el más fácil de mantener y reparar. O (/y) podríamos emplear el mismo método que usaron los maoríes para producir su pōhā para abrir e inflar cada hoja de alga marina utilizada en la base de la balsa, aumentando en gran medida su flotabilidad y convirtiéndolo en un enorme bote inflable. O, si desea algo un poco más avanzado y de vanguardia, puede simplemente cosechar todo ese alga marina (ya que es un alginato marrón), procesarlo industrialmente para extraerle alginato de sodio y usarlo para moldear el barco de la isla flotante. casco de plástico de alginato en su lugar.

Ya se han realizado estudios sobre el uso de polímeros de alginato como materiales de construcción y se ha demostrado que confieren una resistencia significativa a las llamas, al fuego y al calor, además de impermeabilidad al agua. Se pueden agregar otras sustancias a los materiales para mejorar la reticulación y/o para producir resistencia a la degradación fúngica. Los materiales de construcción que se pueden producir, procesar o tratar con polímeros de alginato incluyen, entre otros, productos de madera; productos de albañilería; productos para paredes, techos, pisos y revestimientos; y productos de pintura. Además, el alginato de sodio en forma de gel puede utilizarse como cortafuegos para frenar de forma eficaz el avance de los incendios que puedan poner en peligro la isla.

También son muy útiles el agar y la carragenina que se pueden extraer de él. Como lo son los hidrocoloides extraídos de esta alga, que tienen moléculas que dan viscosidad a cremas y lociones. De hecho, casi todos los cosméticos incluyen entre sus ingredientes “extracto de algas”, por eso es tan común que se incorporen en esta clase de productos. Los estudios ahora muestran que este cultivo también se puede usar fácilmente para la producción relativamente barata, simple y fácil de biocombustibles como el etanol, que sin duda sería fundamental para establecer una base industrial y sostener la propulsión de la balsa flotante de la isla. Y para ayudar también en el frente de la sostenibilidad, Cochayuyo también es completamente comestible; un manjar muy querido en la cocina chilena.

Cochayuyo a la venta en un mercado chileno de alimentos

Hoy es apreciado por sus notables propiedades medicinales. Se recomienda para el control de peso, para bajar el colesterol, para prevenir el estreñimiento, bocio, hipotiroidismo, acidez estomacal, además es energizante gracias a sus vitaminas y minerales. Se puede comer de múltiples formas: en mermelada, empanadas, ceviche, a la plancha o en puré, croquetas e incluso risottos de algas. Pero su uso más común es en guisos como el charquicán, plato típico chileno, así como en ensaladas.

Por lo general, se conserva secándolo al sol, y las cosechas se pueden conservar como caldo durante años; para prepararlo en un plato, simplemente se debe ablandar sumergiéndolo en agua. También tiene uno de los rendimientos potenciales más altos de todos los cultivos, gracias a su tasa de crecimiento extremadamente rápida, alto contenido de calorías, alto contenido de proteínas (suficiente para reemplazar la carne por completo en algunas dietas chilenas nativas) y un contenido de minerales extremadamente alto (suficiente para también servir como un fertilizante verde extremadamente útil, aunque también con un contenido muy alto de sal, lo que significa que otros cultivos resistentes a la sal también podrían cultivarse en la isla, incluso sin suelo).

Entonces, ¿qué tan nutritivo es? Aquí hay un estudio de las propiedades nutricionales y los rendimientos máximos de Southern Bull Kelp, tomado en las aguas de las Islas Kerguelen:

La composición aproximada (% peso seco) de Durvillaea antartica (Cham.) es similar para la fronda y el estípite, siendo 28% ceniza, 3% proteína, ca 1% lípido, menos de 10% carbohidrato soluble en ácido y 60% ácido - carbohidrato insoluble. El holdfast se diferenció por ser 22% de ceniza y 66% de carbohidrato insoluble en ácido. El nivel energético de los 3 componentes fue de aproximadamente 13 kJ (/g de peso seco). y ca 17 kJ (/g de peso seco libre de cenizas). La proporción relativa de los 3 componentes de la planta varió poco para plantas con tallos de 10 a 40 mm de diámetro, siendo aprox. 8, 3 y 89 % peso húmedo, y aprox. 10, 4 y 86 % kJ, para el estípite resistente. , y fronda, respectivamente. La densidad máxima encontrada en verano fue de 471 plantas individuales/m2, 226 kg peso húmedo/m2 y 457 000 kJ/m2.

Para poner esto en contexto, la mayoría de los países modernos tienen rendimientos de cereales equivalentes a 5 toneladas por hectárea. El rendimiento récord mundial para una cosecha de arroz es de 22,4 toneladas de arroz por hectárea; y la producción mundial actual de calorías vegetales crudas a partir de cultivos de cereales básicos es adecuada para alimentar aproximadamente a 10 personas por hectárea. Por el contrario, incluso cuando crece en la naturaleza, en gran parte sin cultivar, Durvillaea antarctica en las aguas de la meseta de Kerguelen ofrece un rendimiento máximo equivalente a 2260 toneladas por hectárea, o 350 toneladas por hectárea en peso seco. En las granjas de algas, los rendimientos pueden ser fácilmente el doble. Y según los valores nutricionales de las muestras de Durvillaea antarctica de la meseta de Kerguelen, eso equivaldría a un rendimiento de cultivo de aproximadamente 2 millones de kJ por tonelada húmeda. La dosis diaria recomendada de un individuo adulto promedio es de poco menos de 1 millón de kJ por año; de este modo, cultivar cochayuyo para alimentación, así como para fines industriales y para reparar y ampliar la embarcación, les permitiría alimentar a una persona por cada m2 de área de cultivo; 10000 personas/ha.

Entonces, ¿qué tan grande quiere que sea su isla flotante y qué tipo de población idealmente le gustaría que fuera capaz de soportar? Durvillea antarctica crece a una profundidad de hasta 15 m bajo la superficie; entonces, agreguemos faldas inclinadas alrededor de la 'línea costera' de nuestra isla, bajando hasta esta profundidad, para proporcionar un área de anclaje para sus anclajes y servir como nuestra área de cultivo; aproximadamente 30 metros cuadrados por cada metro de 'costa'.

Si lo hace, una isla del tamaño de un gran crucero también produciría una cosecha de Cochayuyo lo suficientemente grande como para sustentar una población de más de 20,000 personas; una isla del tamaño del Portaaviones Proyecto Habbakuk sería capaz de hacer crecer al menos suficiente Cochayuyo para alimentar a unas 84.000 personas indefinidamente. Y el área de cultivo fácilmente podría incrementarse cinco veces o más cambiando la forma de la 'costa' de la isla, dándole una forma de hojas o pétalos, aumentando así su población máxima sostenible hasta que sea más grande que la población de Islandia.

O, para presentar un mejor escenario menos distópico, para mantener una población de alrededor de 25,000 personas con relativa comodidad, incluso con solo el 6% de la cosecha anual de cochayuyo utilizada para alimentos, y la gran mayoría de la cosecha utilizada para otros fines, como como la creación de biocombustibles, biopolímeros y bioplásticos, productos para la piel, cosméticos y fertilizantes para cultivar otros cultivos en invernaderos a bordo. ¿Como suena eso?