O cultivo de algas há muito é reconhecido como uma solução climática baseada na natureza, mas expandi-lo para o oceano aberto tem se mostrado difícil devido às fortes correntes e à escassez de nutrientes. Um novo estudo publicado em 28 de setembro de 2026 na Environmental Science and Ecotechnology apresenta um sistema modular inspirado em origami que pode superar essas barreiras, potencialmente viabilizando o cultivo de algas em larga escala para sequestro de carbono e outros produtos.
Pesquisadores da Universidade de Zhejiang, com colaboradores da Universidade de Guizhou e do Centro de Inovação de Ningbo, desenvolveram o Sistema de Aquicultura Inspirado em Origami para Algas (Seaweed OAS). O design usa uma estrutura de casca-núcleo para desacelerar o fluxo local, fornecer superfícies de fixação e armazenar nutrientes de liberação lenta. Em simulações, uma única unidade sob correntes de 2,0 m/s produziu um volume de crescimento adequado 17 vezes maior que uma referência esférica, e arranjos otimizados de seis unidades aumentaram o volume adequado por unidade em 2,1 vezes. Testes em laboratório, lago e oceano aberto na região da Fossa das Filipinas confirmaram a estabilidade, e o mapeamento global identificou 10.335 milhões de hectares—28,5% do oceano global—como potencialmente adequados.
A geometria é o avanço. Inspirados pelo padrão tradicional chinês huiwen (fret), os pesquisadores dobraram painéis planos em uma unidade pentagonal de 25 lados. Doze unidades se montam em uma casca semelhante a um dodecaedro. A razão de escala adimensional φ = a/R controla a dobra, com um design ótimo de unidade única em φ = 0,36. Com influxo de 2,0 m/s, produziu 2.607,7 cm³ de volume de crescimento adequado, e o melhor resultado de unidade única alcançou 2.791,6 cm³. Crescimento adequado foi definido como velocidade na direção do fluxo ≤0,5 m/s. Em um layout Hexágono 2 de seis unidades com espaçamento de 0,35 m, o volume adequado total alcançou 33.210,3 cm³ a 2,0 m/s, ou 5.535,1 cm³ por unidade, 2,1 vezes uma unidade isolada. Os módulos foram impressos em 3D com ácido polilático (PLA) e suportes de álcool polivinílico (PVA) solúvel em água. Testes de compressão deram uma carga de pico mínima de 11.693 N contra um arrasto de pico previsto de 39,9 N, um fator de segurança de 293.
Macroalgas contribuem com aproximadamente 1,5 petagramas de carbono para a produção primária líquida anual global, e sedimentos de fazendas podem enterrar cerca de 1,87 ± 0,73 toneladas de equivalente de dióxido de carbono por hectare por ano—cerca do dobro da taxa de áreas adjacentes não cultivadas. No entanto, a expansão em oceano aberto é limitada por fortes correntes que impedem a fixação estável e destroem as condições de baixa velocidade necessárias para o crescimento. Nutrientes como nitrogênio, fósforo e ferro dissolvido são muito diluídos para cultivo em larga escala. Plataformas existentes ou dependem de infraestrutura offshore escassa ou não conseguem regular o fluxo local. O Seaweed OAS aborda esses desafios criando microhabitats tranquilos onde as algas podem se fixar e crescer, enquanto armazena nutrientes de liberação lenta. Interações cooperativas de esteira no arranjo hexagonal otimizado permitem que unidades a montante protejam unidades a jusante, aumentando o volume de crescimento adequado por unidade.
Os autores alertam que os resultados de cultivo a longo prazo, o armazenamento de carbono em águas profundas e os efeitos ecológicos da degradação de materiais permanecem não verificados e exigem estudo de campo. Se validado em implantações mais longas, o Seaweed OAS poderá apoiar o cultivo de algas em oceano aberto para alimentos, ração, biomateriais e sequestro de carbono. Seu design modular de casca-núcleo pode ser implantado sem infraestrutura offshore existente, e módulos de conexão com degradação controlável podem eventualmente permitir que o sistema se desfaça para que a biomassa rica em carbono afunde no oceano profundo para armazenamento de longo prazo. O mapeamento global de adequação sugere vasto potencial em áreas marinhas, embora rotas de navegação, cobertura de gelo, temperatura, proporções de nutrientes, velocidade do fluxo e áreas marinhas protegidas devam orientar o local. Os autores pedem testes offshore de longo prazo para quantificar o crescimento das algas, a durabilidade estrutural, a ecotoxicidade dos materiais e o destino e a persistência do carbono sequestrado. O estudo foi publicado com DOI 10.1016/j.ese.2026.100769.
