Estufas mais verdes prometem maior eficiência energética no cultivo
O cultivo de frutas e vegetais em estufas pode em breve tornar-se mais ecológico graças à pesquisa financiada pela UE.
16 julho 2024, Por Bárbara Pinho
Na província de Almería, no sudeste da Espanha, os agricultores cultivam uma estimativa de 2,5 a 3,5 milhões de toneladas de frutas e vegetais todos os anos no que ficou conhecido como o "mar de estufas" de Almería. Nesta região, as estufas se estendem até onde a vista alcança, cobrindo uma área de mais de 40.000 hectares (400 quilômetros quadrados).
Em parte graças a essa produção, os consumidores de todo o continente podem desfrutar de alimentos como pepinos, tomates e melões durante todo o ano. No entanto, há um problema: essas estufas nem sempre são muito sustentáveis em termos de consumo de energia ou água.
Serena Danesi é pesquisadora associada no Instituto de Sistemas de Energia e Engenharia de Fluidos (IEFE) em Zurique, Suíça. Ela é especialista em engenharia térmica e recuperação de calor e, nos últimos quatro anos, tem liderado o projeto TheGreefa, que recebeu financiamento da UE para desenvolver um novo sistema, mais eficiente em termos energéticos e ecológicos, para controlar tanto a temperatura quanto a umidade nas estufas.
Se a Europa quiser alcançar suas metas climáticas e estabelecer o padrão para a produção alimentar sustentável – um objetivo estabelecido na estratégia "Farm to Fork" da UE adotada em 2020 – então melhorar a sustentabilidade da agricultura em estufas será uma preocupação chave.
"Se quisermos comer pepinos, tomates e melancias o ano todo, precisamos estar cientes de que seu cultivo consome muita energia e água", disse Danesi.
Controle climático
As mudanças nas condições climáticas e a necessidade de ter mais controle sobre o ambiente de cultivo das culturas levaram a uma rápida expansão da agricultura comercial em estufas em toda a Europa.
Em 2018, estimou-se que a Europa tinha cerca de 210.000 hectares (2.100 quilômetros quadrados) de estufas, com concentrações particularmente altas na Espanha (70.000 ha), Itália (42.800 ha), França, Países Baixos e na Europa Central e Oriental.
No entanto, as necessidades energéticas das estufas variam dependendo de sua localização. O TheGreefa reúne pesquisadores da Itália, França, Alemanha, Espanha, Suíça, Polônia e Tunísia para investigar como seu sistema proposto funciona em diferentes zonas climáticas.
"As estufas na Europa Central precisam de aquecimento porque lá faz frio. Por outro lado, na Espanha, precisam de resfriamento no verão", disse Danesi. "Então, há diferentes problemas para diferentes partes da Europa."
Além da temperatura, o controle da umidade também é um problema. À medida que a água evapora das plantas em um processo conhecido como "transpiração", os níveis de umidade aumentam e podem se tornar perigosamente altos. A alta umidade pode causar doenças fúngicas, que podem se espalhar facilmente e destruir uma cultura. Além disso, se a umidade for muito alta, a planta não poderá transpirar normalmente e morrerá.
Calor da umidade
A solução engenhosa proposta pelos pesquisadores do TheGreefa permite que os proprietários de estufas usem a umidade liberada naturalmente pelas plantas para gerar calor. Também torna possível recuperar água pura do excesso de umidade, economizando tanto água quanto energia.
Uma solução salina absorve a umidade aumentada na estufa, liberando calor no processo através de uma reação termoquímica.
"Podemos desumidificar o ar e criar calor ao mesmo tempo", disse Danesi.
Um benefício adicional é que esse processo de absorção elimina a necessidade de ventilação, reduzindo drasticamente a quantidade de calor perdida quando é necessário abrir as janelas para se livrar do excesso de umidade.
Uma vez que a solução salina tenha absorvido o máximo de água possível, ela pode ser regenerada usando calor de baixo nível produzido pelo excedente de energia solar. Isso separa o sal e a água, deixando a solução salina pronta para ser armazenada e reutilizada quando necessário.
O efeito desidratante criado pela solução salina também pode ser usado para secar produtos frescos, como ervas e frutas, para prolongar sua vida útil. Como funciona em baixas temperaturas, qualidades como cheiro e sabor permanecem intactas.
A tecnologia foi testada em estufas na Suíça e na Tunísia. Na Suíça, o foco foi no aquecimento e no armazenamento sazonal, enquanto nos países do sul o foco foi na eficiência energética e na recuperação de água.
"Estamos agora avaliando os resultados e vimos algumas economias de energia", disse Danesi. "Na estufa suíça, nosso sistema reduziu os requisitos de energia térmica em 50%."
Embora promissora, a aplicação generalizada dessa tecnologia em estufas comerciais ainda está distante. Os testes piloto continuarão, por enquanto, em ambientes de menor escala antes de avançar para uma escala maior.
A agricultura vai solar
Outra maneira pela qual as estufas poderiam se tornar mais sustentáveis seria aproveitando o fato de que essas estruturas ocupam grandes áreas banhadas pela luz solar. Isso coloca as estufas em uma posição única para usar a luz solar para gerar eletricidade limpa.
Um desafio, no entanto, é que os painéis solares tendem a ser opacos, portanto, não podem ser colocados sobre as culturas, caso contrário, essas não crescerão. Esse foi o desafio que o engenheiro elétrico Nick Kanopoulos decidiu enfrentar em um projeto de três anos financiado pela UE chamado PanePowerSW, que terminou em 2021.
Nick Kanopoulos é CEO da startup Brite Solar, com sede em Tessalônica, Grécia, que se especializa em tecnologia solar de próxima geração.
"Queríamos construir um painel solar adequado para a agricultura para que, na mesma terra, possamos produzir tanto culturas quanto energia sem que uma impeça a outra", disse ele.
Kanopoulos e sua equipe desenvolveram um painel solar revestido com nanomateriais que absorvem partículas de luz na faixa UV da luz solar, que não são úteis nem para painéis fotovoltaicos nem para o crescimento das plantas. Ele então retransmite essas partículas nas faixas vermelha e azul do espectro visível, que são úteis para ambos.
A luz visível pode, assim, passar pelos painéis enquanto aumenta tanto a produção de eletricidade quanto a fotossíntese, tornando a tecnologia ideal para uso em estufas.
Benefícios da energia limpa
A equipe testou os painéis em estufas na Grécia, Espanha, EUA e Cingapura, e em cultivos a céu aberto na Alemanha, França, Países Baixos e Romênia. Testes foram realizados em diferentes culturas, incluindo tomates, mirtilos, flores ornamentais e pereiras. Seus resultados mostraram que os agricultores podem reduzir significativamente sua pegada de dióxido de carbono gerando energia limpa enquanto cultivam.
Além de os agricultores poderem produzir sua própria energia, a estrutura inovadora da estufa oferece outras vantagens. Ela coleta água da chuva para uso nas culturas e oferece proteção contra condições climáticas adversas. Também reduz a evaporação da água, resultando em uma queda significativa – cerca de 20-40% – na quantidade de água necessária para irrigação.
A equipe de Kanopoulos está agora expandindo e construindo uma fábrica na Grécia para automatizar e acelerar a produção de vidro solar. Ele disse que, com esta fábrica, a empresa será capaz de combinar a aplicação de nano-revestimento com a montagem de painéis solares, tudo em uma linha de produção.
Isso os ajudará a alcançar mais clientes, tanto pequenos quanto grandes agricultores, em um esforço para tornar o setor agrícola mais sustentável.
"Acreditamos que o uso generalizado dessa tecnologia vai descarbonizar a agricultura em grande medida e contribuir para a produção sustentável de alimentos", disse Kanopoulos.
[Fonte](https://projects.research-and-...).
A pesquisa neste artigo foi financiada pelo programa Horizon da UE. As opiniões dos entrevistados não refletem necessariamente as da Comissão Europeia. Se você gostou deste artigo, por favor, considere compartilhá-lo nas redes sociais.
