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Uma equipa de cientistas dos Países Baixos mostrou como a melhoria da eficiência na agricultura vertical pode ajudar a preparar o planeta para o futuro contra a crescente procura de alimentos causada pelo aumento da população mundial.
Pesquisas anteriores mostraram como o ambiente climatizado das fazendas verticais permite o cultivo de alimentos em locais onde o ambiente torna a agricultura tradicional difícil ou mesmo impossível. Infelizmente, manter as condições óptimas de cultivo num sistema agrícola vertical pode consumir muitos recursos, especialmente no que diz respeito à electricidade.
Agora, os cientistas holandeses dizem que as suas experiências mostraram como reduzir estas necessidades de energia em até 12% sem afectar a quantidade ou a qualidade dos alimentos produzidos pelos sistemas agrícolas verticais. A equipa também afirma que a sua abordagem pode ajudar os agricultores verticais a concentrarem-se no sabor e na qualidade dos alimentos, em vez do prazo de validade mais longo preferido nas explorações agrícolas tradicionais, devido às longas distâncias que muitas vezes existem entre o agricultor e o consumidor.
“O maior benefício dos sistemas agrícolas verticais é que os alimentos saudáveis podem ser cultivados muito mais perto dos consumidores em locais onde isso seria impossível de outra forma: em megacidades, em desertos e em locais frios e escuros durante grande parte do ano. ”, disse o Dr. Elias Kaiser, o primeiro autor do artigo que descreve a nova abordagem da equipe. “O maior desafio são os custos associados ao uso da eletricidade.”
A redução da eletricidade aumenta o valor da agricultura vertical
A equipa iniciou o seu esforço para reduzir a eletricidade utilizada em sistemas agrícolas verticais, analisando os padrões que as plantas normalmente experimentam na natureza. Esta abordagem revelou que, ao contrário das explorações agrícolas verticais, onde o ambiente é monitorizado com precisão e controlado 24 horas por dia para melhorar a qualidade e a produção, muitas fábricas poderiam funcionar em ambientes variados, até mesmo esporádicos.
“Fomos motivados pelos ritmos que as plantas apresentam nas escalas diurnas e de desenvolvimento, que exigem que o seu ambiente de crescimento seja ajustado regularmente para orientar o seu crescimento perfeitamente”, disse o professor Leo Marcelis da Universidade de Wageningen, autor sénior do artigo.
Inspirada neste ciclo natural, a equipe criou um modelo computacional para testar diferentes culturas verticais que mantinham as plantas prosperando enquanto reduziam o uso de eletricidade. Especificamente, eles se concentraram em ajustar os níveis de luz em vários momentos e intensidades mais baixas para que as plantas ainda pudessem fotossintetizar ao longo do dia, usando significativamente menos energia.
Em seguida, testaram a sua nova abordagem em plantas de espinafre reais, uma vez que o espinafre é uma cultura comum produzida pelos actuais sistemas agrícolas verticais. De acordo com os investigadores, a sua abordagem de iluminação personalizada resultou numa poupança de eletricidade de 12% e não encontrou “nenhum efeito negativo” na produção de espinafres.
A equipe também descobriu que suas plantas continuaram a prosperar mesmo quando expostas a padrões irregulares de luz. Este resultado indica que o ambiente fechado de uma fazenda vertical permitiu à equipe oferecer o ciclo máximo de luz solar simulado em horários do ciclo diário em que os custos de energia eram menores.
“As flutuações nos preços da eletricidade podem ser utilizadas em benefício dos sistemas agrícolas verticais, utilizando mais eletricidade quando esta é mais barata”, explicou Marcelis.
A equipe também experimentou diferentes temperaturas e concentrações de CO2 que são mais fáceis de regular em uma fazenda vertical do que em uma fazenda tradicional. Tal como os benefícios de ajustar os níveis de luz, os investigadores dizem que os agricultores verticais também podem obter poupanças de custos adicionais, reduzindo a energia necessária para manter temperaturas optimizadas sem reduzir a qualidade e a produção das plantas.
“Descrevemos uma estratégia que utiliza conhecimentos de fisiologia vegetal, novas técnicas de detecção e modelagem e novas variedades criadas especificamente para sistemas agrícolas verticais”, disse Marcelis.
Dimensionar melhorias energéticas é fundamental
Embora o trabalho da equipe tenha mostrado que a manipulação das luzes, da temperatura e do CO2 presentes no ambiente da fábrica reduziu custos sem reduzir o volume e a qualidade da produção, eles dizem que seu trabalho foi de escopo limitado e que serão necessários mais estudos que tentem dimensionar os benefícios observados. antes que possa ser adaptado a sistemas agrícolas verticais em grande escala.
“Muitas das soluções propostas não foram testadas nas escalas maiores que as fazendas verticais representam – elas podem ter sido demonstradas no nível de uma única planta, mas ainda não no nível de toda a cultura”, disse Kaiser.
“Em uma fazenda vertical todas as condições de crescimento podem ser controladas com exatidão, o que é muito importante para otimizar o rendimento, a qualidade e a eficiência no uso de recursos”, acrescenta Marcelis. “No entanto, a possibilidade técnica de mantê-los constantes não significa que mantê-los constantes seja a melhor solução. Uma vez estabelecido o controle ambiental dinâmico, tanto o uso de energia quanto os custos da energia utilizada podem ser substancialmente reduzidos, aumentando a lucratividade e a sustentabilidade das fazendas verticais.”
O estudo “A agricultura vertical torna-se dinâmica: optimizando a eficiência na utilização de recursos, a qualidade do produto e os custos de energia” foi publicado em Fronteiras da Ciência.
Christopher Plain é romancista de ficção científica e fantasia e redator-chefe de ciências do The Debrief. Siga e conecte-se com ele no X, conheça seus livros em plainfiction.comou envie um e-mail diretamente para ele em christopher@thedebrief.org.
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