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Energia verde e melhores colheitas: painanãis solares coloridos podem aumentar a renda da fazenda
Pesquisadores demonstraram o uso de painanãis solares semi-transparentes coloridos para gerar eletricidade e produzir culturas nutricionalmente superiores simultaneamente, trazendo a perspectiva de maiores rendimentos para os agricultores
Por Jacqueline Garget - 04/08/2020


Estufa com painanãis solares coloridos
Crédito: Paolo Bombelli (Universidade de Cambridge)

"Nossos ca¡lculos são uma estimativa bastante conservadora do valor financeiro geral desse sistema. Na realidade, se um agricultor estivesse comprando eletricidade da rede nacional para administrar suas instalações, o benefa­cio seria muito maior"

Christopher Howe

Ao permitir que os agricultores diversifiquem seu portfa³lio, esse novo sistema poderia oferecer proteção financeira contra flutuações nos prea§os de mercado oumudanças na demanda e mitigar riscos associados a um clima não confia¡vel. Em uma escala maior, poderia aumentar bastante a capacidade de geração de eletricidade movida a energia solar sem comprometer a produção agra­cola.

Esta não éa primeira vez que culturas e eletricidade são produzidas simultaneamente usando painanãis solares semitransparentes - uma técnica chamada 'agrivoltaica'. Mas, em uma nova adaptação, os pesquisadores usaram painanãis coloridos em laranja para fazer melhor uso dos comprimentos de onda - ou cores - da luz que poderia passar por eles.

Os painanãis solares coloridos absorvem comprimentos de onda azuis e verdes para gerar eletricidade. Os comprimentos de onda laranja e vermelho passam, permitindo que as plantas abaixo cresa§am. Enquanto a colheita recebe menos da metade da quantidade total de luz que receberia se cultivada em um sistema agra­cola padra£o, as cores que passam pelos painanãis são as mais adequadas para o seu crescimento.

“Para culturas de alto valor como manjerica£o, o valor da eletricidade gerada apenas compensa a perda na produção de biomassa causada pelos painanãis solares coloridos. Mas quando o valor da colheita era mais baixo, como o espinafre, havia uma vantagem financeira significativa para essa nova técnica agra­cola ”, disse Paolo Bombelli, pesquisador do Departamento de Bioquímica da Universidade de Cambridge, que liderou o estudo.

O valor combinado do espinafre e da eletricidade produzidos usando o sistema agrivoltaico colorido foi 35% maior do que o espinafre em crescimento sozinho, em condições normais de cultivo. Por outro lado, o ganho financeiro bruto do manjerica£o cultivado dessa maneira foi de apenas 2,5%. Os ca¡lculos usavam os prea§os atuais de mercado: o manjerica£o évendido cerca de cinco vezes mais que o espinafre. O valor da eletricidade produzida foi calculado assumindo que seria vendido para a rede nacional italiana, onde o estudo foi realizado.

“Nossos ca¡lculos são uma estimativa bastante conservadora do valor financeiro geral desse sistema. Na realidade, se um agricultor comprasse eletricidade da rede nacional para administrar suas instalações, o benefa­cio seria muito maior ”, disse o professor Christopher Howe, do Departamento de Bioquímica da Universidade de Cambridge, que também participou da pesquisa.

O estudo constatou que o rendimento venda¡vel de manjerica£o cultivado sob os painanãis solares coloridos reduziu em 15% e o espinafre em cerca de 26%, em comparação com as condições normais de cultivo. No entanto, as raa­zes dos espinafres cresceram muito menos do que seus caules e folhas: com menos luz dispona­vel, as plantas estavam investindo sua energia no cultivo de seus 'painanãis solares biola³gicos' para capturar a luz.

A análise laboratorial das folhas de espinafre e manjerica£o cultivadas sob os painanãis revelou que ambas tinham uma maior concentração de protea­na. Os pesquisadores pensam que as plantas poderiam estar produzindo protea­na extra para aumentar sua capacidade de fotossintetizar sob condições de luz reduzidas. Em uma adaptação adicional a  luz reduzida, os caules mais longos produzidos pelos espinafres podem facilitar a colheita levantando as folhas mais longe do solo.

“Do ponto de vista de um agricultor, ébenanãfico se suas folhas verdes crescerem folhas maiores - essa éa parte comesta­vel da planta que pode ser vendida. E, a  medida que a demanda global por protea­nas continua a crescer, técnicas que podem aumentar a quantidade de protea­nas das plantações também sera£o muito benanãficas ”, afirmou Bombelli.

"Com tantas culturas atualmente cultivadas sob algum tipo de cobertura transparente, não háperda de terra para a produção de energia extra usando painanãis solares coloridos", disse Elinor Thompson, da Universidade de Greenwich, e principal autor do estudo.

Todas as plantas verdes usam o processo de fotossa­ntese para converter a luz do sol em energia química que alimenta seu crescimento. Os experimentos foram realizados na Ita¡lia usando duas culturas experimentais. O espinafre (Spinacia oleracea) representou uma safra no inverno: pode crescer com menos horas de luz do dia e tolerar o clima mais frio. O manjerica£o (Ocimum basilicum) representou uma safra no vera£o, exigindo muita luz e temperaturas mais altas.

Os pesquisadores estãoatualmente discutindo outros ensaios do sistema para entender como ele funcionaria para outras culturas e como o crescimento sob luz predominantemente vermelha e laranja afeta as culturas nonívelmolecular.

Esta pesquisa foi realizada em parceria com a Polysolar Ltd. Foi financiada pelo Leverhulme Trust e pelo Ministanãrio da Universidade e Pesquisa da Ita¡lia.

 

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