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Como Os LEDs Vão Revolucionar o Cultivo em Estufa

Os LEDs batem facilmente as lâmpadas incandescentes tradicionais. Mas também devem dar a agricultores controle sem precedentes sobre o crescimento, desenvolvimento e conteúdo nutricional das plantas no futuro, dizem pesquisadores.

The Physics arXiv Blog 13/06/2014

Não é de se surpreender que, cada vez mais, consumidores de todo o mundo desenvolvido estão demandando vegetais sazonais durante o ano todo, mesmo quando o clima local simplesmente não permite esse tipo de cultivo. Os mais procurados são tomates, pepinos e folhas vegetais. É por isso que o cultivo em estufa se tornou um fator importante para o abastecimento do mundo desenvolvido.

Consequentemente, o número de estufas comerciais e a área ocupada por elas é enorme. Na Holanda, por exemplo, as estufas ocupam cerca de 0,25 por cento da área de todo o país. E a Holanda nem é o maior produtor de hortaliças em estufa da Europa. Essa posição no ranking é da Espanha. E o maior produtor de hortaliças em estufa no mundo hoje é a China.

Este tipo de agricultura tem um impacto significativo sobre o meio-ambiente. Estufas comerciais precisam de iluminação e aquecimento de forma a otimizar o crescimento. Até 35 por cento do custo dos tomates cultivados em estufa são oriundos desse aquecimento e iluminação.

Logo, um ponto importante é como minimizar a energia necessária para cultivar essas hortaliças. Uma solução óbvia é trocar a iluminação tradicional das estufas, em geral feita com lâmpadas incandescentes, por lâmpadas de LED, mais eficientes em termos energéticos.

Essa pode parecer uma decisão fácil, mas a indústria tem demorado para fazer essa alteração devido ao alto custo inicial da troca. A pergunta que os agricultores têm se feito é se eles um dia conseguirão recuperar o custo inicial de um sistema totalmente novo de iluminação.

Hoje, eles tiveram uma resposta, graças ao trabalho de Devesh Singh e de alguns colegas do Centro Hannover de Tecnologias Ópticas da Universidade de Hannover, na Alemanha. Eles compararam os custos do ciclo de vida das lâmpadas tradicionais com os custos relacionados ao uso de lâmpadas de LED para a iluminação das estufas.

Eles dizem que as vantagens são claras. Eles calculam que o custo acumulado das lâmpadas tradicionais supera o custo das lâmpadas de LED em apenas sete anos e que depois de 16 anos o custo acumulado das lâmpadas tradicionais é mais do que o dobro do custo das lâmpadas de LED.

Não é difícil ver de onde vem esta economia. Embora as lâmpadas tradicionais sejam individualmente mais baratas do que as lâmpadas de LED, elas têm de ser trocadas a cada ano em comparação com os 19 anos de duração das lâmpadas de LED. E, claro, os LEDs utilizam consideravelmente menos energia elétrica, perdendo pouca energia na forma de calor.

Mas a parte mais interessante da análise feita por Singh e col. está no potencial dos LEDs de mudar a forma como os vegetais são cultivados. As lâmpadas tradicionais emitem luz em toda a parte visível do espectro bem como no infravermelho, onde grande parte da energia é perdida na forma de calor. Em contrapartida, os LEDs podem ser ajustados para emitir luz em faixas muito específicas do espectro.

Fisiologistas sabem há muito tempo que a clorofila absorve luz principalmente nas frações azul, verde e vermelha do espectro, mas absorve pouca nas frações laranja e amarela. Portanto, faz sentido gerar luz somente nestas faixas do espectro. Isso é fácil de ser feito com lâmpadas de LED, é claro, mas impossível de se conseguir com lâmpadas tradicionais.

Ao mesmo tempo, vários pesquisadores têm demonstrado que a floração e os padrões de germinação são influenciados pela luz verde e que a frequência da luz também influencia a biomassa de certas plantas, bem como seu conteúdo nutricional.

Por exemplo, níveis mais elevados de luz vermelha aumentam o rendimento do tomate e o teor de vitamina C da mostarda, do espinafre e da cebolinha. "A luz verde também contribui para o crescimento e o desenvolvimento da planta", diz Singh e col.

Ainda não é bem compreendida a forma como diferentes frequências de luz influenciam crescimento, biomassa e teor nutricional da planta. É por isso que pesquisadores de todo o mundo estão atualmente estudando este fenômeno, em um esforço para explorá-la no futuro.

Por enquanto, a estratégia dos agricultores parece clara: mudar para a iluminação com LED o mais rápido possível. O investimento deve se pagar em alguns anos e as vantagens da possibilidade de se influenciar o rendimento e a qualidade da produção devem começar a se tornar mais claras nos próximos anos.

Este é um tema complexo, com inúmeras sutilezas. Não faltam argumentos a favor de comer alimentos produzidos localmente devido aos custos mais baixos de transporte. Estufas permitem o cultivo de uma maior variedade de frutas e vegetais em um determinado clima. LEDs dão aos agricultores maior flexibilidade a um custo menor e com menor impacto ambiental. Certamente, são metais pelas quais vale a pena lutar.

Ref: arxiv.org/abs/1406.3016 : LEDs for Energy Efficient Greenhouse Lighting

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