Como a Agricultura Vertical Pode Revolucionar a Produção de Alimentos
Ao integrar iluminação inteligente e controlos ambientais, a agricultura vertical visa otimizar a saúde das plantas e reduzir a utilização de eletricidade, alinhando a produção de alimentos com práticas sustentáveis.
Os pesquisadores estão investigando como a gestão ambiental dinâmica em fazendas internas pode ajudar a fornecer frutas e vegetais nutritivos, de alta qualidade e cultivados localmente para apoiar uma população crescente.
A agricultura vertical tem o potencial de transformar a produção de alimentos em ambientes urbanos e extremos, otimizando o crescimento das plantas por meio de controles ambientais dinâmicos, como iluminação inteligente que se adapta aos custos de eletricidade e às necessidades das plantas. Os pesquisadores destacam a capacidade desses sistemas de melhorar a qualidade dos alimentos e a sustentabilidade, enquanto reduzem o consumo de energia.
Abordagens Inovadoras Necessárias para Superar Desafios na Agricultura Vertical para Produção Alimentar Sustentável
À medida que nosso mundo se torna mais populoso, soluções inovadoras são necessárias para garantir que todos tenham alimento suficiente. A agricultura vertical, que cultiva intensivamente plantas em ambientes internos, oferece uma opção promissora. No entanto, o principal obstáculo à sua adoção generalizada é o alto custo e a demanda de energia da iluminação necessária para o crescimento das plantas. Cientistas estão descobrindo que ajustar a iluminação para atender às necessidades específicas de cada cultivo pode promover um crescimento mais saudável, reduzindo ao mesmo tempo o consumo de energia.
“O maior benefício da agricultura vertical é que alimentos saudáveis podem ser cultivados muito mais próximos dos consumidores em áreas onde, de outra forma, seria impossível, como megacidades, desertos e regiões que são frias e escuras durante grande parte do ano”, explicou o Dr. Elias Kaiser, autor principal de um estudo publicado na Frontiers in Science. “O maior desafio é gerenciar os custos de eletricidade.”
O controlo ambiental dinâmico poderá transformar os sistemas de agricultura vertical. Crédito: Kaiser et al/Frontiers
O Controle Ambiental Dinâmico Pode Transformar os Sistemas de Agricultura Vertical
O controle ambiental dinâmico torna a agricultura vertical mais econômica e saudável. Muitos sistemas de agricultura vertical dependem de condições ambientais constantes, que são caras de manter devido ao alto consumo de eletricidade. No entanto, a análise dos pesquisadores sugere que tais condições rigorosas são desnecessárias. Ao usar controle ambiental dinâmico, a agricultura vertical pode se tornar mais econômica, além de produzir plantas mais saudáveis.
“Fomos inspirados pelos ritmos naturais que as plantas exibem em escalas de tempo diárias e de desenvolvimento, que exigem ajustes regulares em seu ambiente para um crescimento ideal”, explicou o Prof. Leo Marcelis, da Universidade de Wageningen, autor sênior do estudo. “Propomos uma estratégia que integra fisiologia vegetal, técnicas avançadas de sensoriamento e modelagem, e novas variedades de culturas criadas especificamente para sistemas de agricultura vertical.”
Uma vez que os processos biológicos das plantas são fortemente influenciados por fatores ambientais como temperatura, comprimentos de onda da luz e níveis de CO₂, controlar essas variáveis permite que as fazendas verticais orientem o desenvolvimento das plantas. A iluminação é especialmente crucial para a fotossíntese, e diferentes comprimentos de onda afetam diversas plantas de maneiras distintas. Além disso, a iluminação é sensível aos custos de eletricidade, oferecendo potencial para melhorias de eficiência.
“As flutuações nos preços da eletricidade podem beneficiar as fazendas verticais ao usar mais energia quando é mais barato”, disse Marcelis.
Modelo de Iluminação Inteligente Aumenta a Fotossíntese e Reduz Custos na Agricultura Vertical
Os pesquisadores desenvolveram um modelo de iluminação inteligente que mantém a fotossíntese constante enquanto reduz os custos de eletricidade. Eles descobriram que um algoritmo de otimização poderia reduzir as despesas com eletricidade em 12% sem diminuir a fixação de carbono ao ajustar a intensidade da luz. Testes em plantas folhosas como espinafre, frequentemente cultivadas em fazendas verticais, mostraram que não houve efeitos negativos das variações irregulares na intensidade da luz.
Vários desafios precisam ser abordados antes que a agricultura vertical possa desempenhar um papel significativo na produção global de alimentos.
“Muitas soluções propostas foram testadas em plantas individuais, mas não na escala de todo o cultivo”, alertou Kaiser.
Ajustes dinâmicos no fluxo de ar, temperatura e níveis de CO₂ com base nas necessidades das plantas poderiam ajudar a reduzir os custos de eletricidade. No entanto, isso requer sensores avançados, modelos e cultivares especificamente desenvolvidos para a agricultura vertical. Essas culturas poderiam priorizar nutrição e sabor em detrimento da robustez e da vida útil, aproveitando ambientes controlados e localizados. Mais pesquisas são necessárias para equilibrar a qualidade e o rendimento das culturas.
“Nas fazendas verticais, as condições de crescimento podem ser controladas com precisão, o que é crucial para otimizar o rendimento, a qualidade e a eficiência dos recursos”, explicou Marcelis. “Mas condições constantes nem sempre são ideais. Uma vez que o controle dinâmico se torne padrão, tanto o consumo de energia quanto os custos podem diminuir, aumentando a rentabilidade e a sustentabilidade das fazendas verticais.”
Leia o Artigo Original: Scitech Daily
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