Como a luz pode ajudar a cultivar alimentos e energia juntos?

A combinação de instalar painéis solares acima do cultivo agrícola é conhecido como agrovoltaico. Cada vez mais comum nos Estados Unidos, a prática é tema de um estudo de cientistas da Universidade da Califórnia, em Davis, que investigam como aproveitar melhor o sol – e seu espectro de luz ideal – para tornar os sistemas agrovoltaicos mais eficientes em regiões áridas.

Até agora, o estudo descobriu que a parte vermelha do espectro de luz é mais eficiente para o cultivo, enquanto a parte azul do espectro é melhor usada para a produção solar. Tais evidências podem ajudar a orientar o interesse global em agrovoltaicos e identificar possíveis aplicações para esses sistemas.

“Este artigo abre as portas para todos os tipos de avanços tecnológicos”, diz 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. “Os painéis solares de hoje captam toda a luz e tentam aproveitá-la ao máximo. Mas e se uma nova geração de energia fotovoltaica pudesse usar a luz azul como energia limpa e passar a luz vermelha para as plantações, onde ela é mais eficiente para a fotossíntese?”, sugere.

Neste sentido, o estudioso vê potencial, por exemplo, nas células solares orgânicas, que podem ser aplicadas como um filme em várias superfícies, inclusive vidro. Essa tecnologia pode ser usada para desenvolver painéis fotovoltaicos seletivos que filtram a luz azul para gerar energia, enquanto passam o espectro vermelho para as plantações diretamente abaixo.

Como foi realizado o estudo

Os pesquisadores 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.

Para os cientistas, 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.

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

O método foi testado nos campos de pesquisa agrícola da própria universidade. Confira o artigo do estudo na íntegra, em inglês, Not All Light Spectra Were Created Equal: Can We Harvest Light for Optimum Food-Energy Co-Generation?.

Uma pesquisa anterior da Universidade do Estado do Oregon, também nos EUA, já havia apontado que a produção de alimentos em conjunto à geração de energia limpa e renovável melhorava o potencial energético e agrícola – confira.