Centro de Investigación para la Optimización de Tecnologías Sostenibles

El proyecto de acuaponía de STORC se centra en el Método de Agricultura Urbana ^{[ 8 ],} estudiando cómo reducir el consumo de agua y el espacio necesario para cultivar alimentos en un entorno urbano. El objetivo del sistema acuapónico en las instalaciones es recopilar parámetros cuantitativos y operativos detallados, creando un ejemplo para que otros sistemas acuapónicos lo consulten. Se abordan los factores nutricionales, reproductivos, de alimentación y ambientales que requieren los sistemas acuapónicos tradicionales, así como las estrategias de control de plagas y enfermedades. STORC está desarrollando sistemas renovables para monitorear los controles operativos, como la temperatura del agua y del aire, la circulación del aire y la recopilación de datos. Otros objetivos de estos sistemas incluyen abordar problemas en entornos urbanos, industriales y agrícolas para determinar el conocimiento necesario para ampliar los sistemas acuapónicos de manera rentable y eficiente.

El sistema de producción de biodiésel (BPS) ubicado en el STORC fue iniciado por una colaboración entre los Servicios de Gestión de Riesgos (RMS) de Sacramento State y la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación (ECS) para convertir el aceite usado de cocina en biodiésel para alimentar los equipos utilizados por la Administración de Instalaciones para el mantenimiento del campus de Sacramento State. ^{[ 9 ]}

Los estudios sugieren muchos beneficios de la producción de biodiésel en comparación con la producción de diésel de petróleo tradicional. ^{[ 10 ]} Se sugiere que el biodiésel de producción nacional es un sustituto renovable y seguro energéticamente que es rentable en comparación con el diésel derivado del petróleo, con beneficios que incluyen emisiones de aire limpias y un mejor funcionamiento del motor. El biodiésel se puede producir en grandes cantidades, ^{[ 11 ]} produciendo 4,5 unidades de energía por unidad de energía fósil. ^{[ 12 ]} El biodiésel producido en el STORC es biodegradable, no tóxico y altamente oxigenado, lo que mejora la eficiencia de la combustión del motor y reduce las emisiones de gases de efecto invernadero . ^{[ 12 ]}

En el Centro de Investigación para la Optimización de Tecnologías Sostenibles, estudiantes capacitados transforman el aceite vegetal usado de los comedores del campus en biodiésel, que el Departamento de Mantenimiento de Instalaciones utilizará para el mantenimiento de las áreas verdes. Los pasantes capacitados filtran, titulan, procesan y purifican el aceite residual de cocina para convertirlo en biodiésel, el cual puede verterse en un tanque de combustible diésel sin necesidad de modificar el motor.

La vermicultura en el STORC comprende un programa de siete pasos para convertir los residuos de alimentos y jardinería del campus en compost de alta calidad. ^{[ 13 ]} Los residuos de alimentos y jardinería preconsumo recolectados en el campus se descomponen en material más pequeño, lo que permite una tasa de descomposición más rápida, ya que la descomposición del material reduce el área de superficie. Los residuos se combinan en una pila y se calientan a 130-140 grados Fahrenheit. El proceso dura cinco días, lo que permite que los microbios descompongan las semillas de malezas y los patógenos. Los microbios comienzan a descomponer el material. Después de los primeros cinco días, la pila se mezcla y se calienta una vez más a 130-140 grados Fahrenheit. Los patógenos han desaparecido y el compost está listo para ser utilizado por los anélidos en el sistema. El material luego se agrega al contenedor de anélidos, donde el material será procesado varias veces. Los gusanos comen y se reproducen, mientras esto sucede, el material pasa por el tracto de los anélidos y aumenta el contenido microbiano. Cuando se maneja y cosecha correctamente, el suministro de gusanos es sostenible. Después de que el material pasa varias veces por el tracto digestivo de los anélidos, se separan ambos. Los anélidos se añaden a una nueva pila de compost o se utilizan como alimento para los peces en los proyectos de acuaponía.

El Centro de Investigación para la Optimización de Tecnologías Sostenibles actualmente cría varios insectos, como anélidos , moscas soldado negras e isópodos terrestres : Armadillidium vulgare , Porcellio laevis y Porcellio scaber .

El compostaje es el proceso de tomar residuos sólidos orgánicos, como restos de comida, papel y desechos de jardinería, y permitir que sean descompuestos por microorganismos, creando un fertilizante rico en nutrientes que se puede usar en la producción de alimentos o en jardinería. Una vez que los residuos orgánicos se colocan en una pila, millones de microorganismos provienen del suelo para ayudar a descomponer los restos de comida. Hay diferentes tipos de microorganismos que se encuentran en las pilas de compost, dependiendo de la temperatura y el pH de la pila, que pueden ser determinados por los tipos de residuos introducidos en la pila. En la fase inicial, las bacterias mesófilas inician el proceso de descomposición descomponiendo todo el material más fácilmente descomponible, elevando la temperatura a un nivel en el que prospera la siguiente fase de microorganismos. En la siguiente fase de descomposición, los microorganismos termófilos descomponen aún más las grasas, las proteínas y los carbohidratos complejos. ^{[ 14 ]} Es durante esta fase termófila que las temperaturas dentro de una pila de compost pueden alcanzar más de 60  °C, eliminando la mayoría de los patógenos humanos que se hayan introducido. Una vez alcanzada la temperatura máxima, los microorganismos termófilos tienden a ralentizar su actividad y son reemplazados por bacterias mesófilas, que continúan la descomposición de la materia orgánica. Durante estas fases, organismos de mayor tamaño, como moscas, ácaros y escarabajos, también contribuyen a la descomposición. El tiempo que tarda la materia orgánica fresca en descomponerse por completo depende de múltiples factores: los microorganismos presentes, el contenido de agua, el contenido de oxígeno y la temperatura del aire circundante, por ejemplo. ^{[ 15 ]}

STORC opera dos plantas de compostaje: una en sus instalaciones y otra en el campus de la Universidad Estatal de Sacramento. Los estudiantes en prácticas y voluntarios de STORC recogen diariamente los residuos de alimentos desechados en los comedores del campus y los llevan a ambas plantas. Gracias a la cantidad de residuos que se desvían de los vertederos a estas pilas de compost, cientos de kilos de compost están listos o en proceso de preparación para diversos usos. El compost se utiliza para alimentar y dar cobijo a las lombrices en los contenedores de vermicompostaje de STORC, que a su vez alimentan a los peces en los sistemas acuapónicos. El compost también es un ingrediente principal del té de compost elaborado por STORC, que se utiliza para fertilizar las plantas cultivadas en los sistemas acuapónicos. Todo el té de compost elaborado en la Universidad Estatal de Sacramento se obtiene mediante la maceración del compost de STORC con melaza y otros ingredientes para producir un fertilizante líquido ultraconcentrado.

Si bien muchos sistemas acuapónicos comerciales utilizan peces que se pueden vender fácilmente para el consumo, las especies utilizadas en STORC no se eligieron con ese fin. El Dr. Ron Coleman, profesor de biología de CSUS, fue consultor de STORC durante la selección de las especies específicas de peces que se utilizarían en los sistemas acuapónicos. La carpa , el bagre , la lubina , la mojarra y la perca de Sacramento son especies comunes que se encuentran en los numerosos tanques acuapónicos de STORC. Todas estas especies fueron elegidas por ser nativas del oeste de Estados Unidos y por la facilidad con la que se crían en cautividad.

En un esfuerzo por repoblar una especie en peligro de extinción, STORC contiene un sistema habitado por la perca de Sacramento . La presencia de la perca en STORC se considera un esfuerzo de restauración, debido a su estatus de especie en peligro de extinción otorgado por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza . Comúnmente utilizada en sistemas acuapónicos de California, una vez criada y liberada, la perca prospera idealmente y agrega nueva diversidad genética a las poblaciones existentes en el área del delta de los ríos Sacramento y San Joaquín. ^{[ 16 ]} Los estudios han demostrado que cuando se crían en cautiverio, las percas tienden a preferir comer larvas de mosquito, lo que podría ayudar a reducir las enfermedades transmitidas por mosquitos. ^{[ 17 ]}

Los bagres son muy fáciles de mantener en cautiverio, ya que tienden a prosperar en climas cálidos, como el clima mediterráneo de Sacramento.

La hidroponía es el proceso de cultivar plantas en agua rica en nutrientes, sin utilizar tierra. En STORC, los sistemas hidropónicos más grandes, sin incluir la acuicultura, se utilizan para cultivar plántulas. Casi todas las plantas que se cultivan en STORC comienzan en el sistema hidropónico de plántulas y permanecen allí en mitades de tubería de PVC etiquetadas hasta que alcanzan el tamaño suficiente para ser trasplantadas a los lechos acuapónicos más grandes, reemplazando a las plantas completamente maduras que están listas para la cosecha. En este sistema hidropónico específico, el agua rica en nutrientes se filtra lentamente a través de una serie de mitades de tubería de PVC, donde las plántulas comienzan a echar raíces en pequeñas piedras. Estas tuberías están ligeramente inclinadas hacia abajo para que el agua rica en nutrientes pueda reciclarse y no se pierda inmediatamente en el ciclo hidrológico .

Todas las plantas que se cultivan en los sistemas acuapónicos de STORC comienzan en estos contenedores, ya que trasplantar las plántulas de la tierra a un entorno sin suelo sería perjudicial para todo el sistema. El cultivo principal de STORC son las lechugas, pero también es muy común encontrar fresas y hierbas aromáticas.

La energía eólica se genera mediante una torre eólica ubicada en el Centro de Investigación para la Optimización de Tecnologías Sostenibles. La torre eólica se instaló durante el periodo intersemestral de invierno de 2015-2016.

La Junta Estatal de Control de Recursos Hídricos de California financia actualmente el proyecto de Suelos Diseñados en el Centro de Investigación para la Optimización de Tecnologías Sostenibles (STORC). Este proyecto se implementó en el STORC para iniciar diseños de suelos diseñados para agencias públicas locales con el fin de reducir los problemas relacionados con el Desarrollo de Bajo Impacto (LID, por sus siglas en inglés). La escorrentía de aguas pluviales puede transportar contaminantes dañinos que afectan la vida silvestre, la vegetación, las áreas recreativas y el agua potable. El Desarrollo de Bajo Impacto (LID, por sus siglas en inglés) es un enfoque para minimizar la contaminación de las aguas pluviales, manteniendo la escorrentía cerca de su origen. Los esfuerzos en el STORC incluyen diseños de suelos diseñados para reducir las barreras asociadas con el Desarrollo de Bajo Impacto, tales como problemas de exportación de nutrientes, contaminación de aguas subterráneas y la falta de información sobre el tratamiento de contaminantes.