Colhendo luz para cultivar alimentos e energia limpa juntos

As pessoas estão cada vez mais tentando cultivar alimentos e energia limpa na mesma terra para ajudar a enfrentar os desafios da mudança climática, da seca e de uma população global crescente que ultrapassou 8 bilhões. Esse esforço inclui a agrovoltaica, na qual as plantações são cultivadas sob a sombra de painéis solares, de preferência com menos água.

Agora, cientistas da Universidade da Califórnia, em Davis, estão investigando como aproveitar melhor o sol – e seu espectro de luz ideal – para tornar os sistemas agrivoltaicos mais eficientes em regiões agrícolas áridas como a Califórnia.

Seu estudo, publicado no Earth's Future, um jornal da American Geophysical Union, descobriu que a parte vermelha do espectro de luz é mais eficiente para o cultivo de plantas, enquanto a parte azul do espectro é melhor usada para a produção solar.

Os resultados do estudo podem ajudar a orientar o interesse global em agrovoltaicos e identificar possíveis aplicações para esses sistemas.

"Este artigo abre portas para todos os tipos de avanços tecnológicos", disse o autor correspondente Majdi Abou Najm, professor associado do Departamento de Terra, Ar e Recursos Hídricos e membro do Instituto de Meio Ambiente da UC Davis. Ele conduziu o estudo com o primeiro autor Matteo Camporese, da Universidade de Pádua, na Itália, que veio para a UC Davis como bolsista visitante da Fulbright. “Os painéis solares de hoje captam toda a luz e tentam aproveitá-la ao máximo. Mas e se uma nova geração de fotovoltaicos pudesse usar a luz azul como energia limpa e passar a luz vermelha para as plantações, onde ela é mais eficiente para a fotossíntese? "

Para o estudo, os cientistas desenvolveram um modelo de fotossíntese e transpiração para explicar diferentes espectros de luz. O modelo reproduziu a resposta de várias plantas, incluindo alface, manjericão e morango, a diferentes espectros de luz em condições controladas de laboratório. Uma análise de sensibilidade sugeriu que a parte azul do espectro é melhor filtrada para produzir energia solar, enquanto o espectro vermelho pode ser otimizado para cultivar alimentos.

Este trabalho foi testado no verão passado em plantas de tomate nos campos de pesquisa agrícola da UC Davis em colaboração com o professor assistente da UC Davis, Andre Daccache, do Departamento de Engenharia Biológica e Agrícola.

Em uma era de terra viável cada vez menor, entender como as plantas respondem a diferentes espectros de luz é um passo fundamental para projetar sistemas que equilibrem o manejo sustentável da terra com o uso da água e a produção de alimentos, observou o estudo.

“Não podemos alimentar mais 2 bilhões de pessoas em 30 anos sendo apenas um pouco mais eficientes em termos de água e continuando como fazemos”, disse Abou Najm. "Precisamos de algo transformador, não incremental. Se tratarmos o sol como um recurso, podemos trabalhar com sombra e gerar eletricidade enquanto produzimos colheitas por baixo. O quilowatt-hora se torna uma colheita secundária que você pode colher."

O estudo foi financiado por uma Bolsa de Pesquisa Fulbright do Departamento de Estado dos EUA, UC Davis e pelo Instituto Nacional de Alimentos e Agricultura.

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