Aumentar a resiliência da produção alimentar durante as alterações climáticas em curso e reforçar a produção de energia renovável são desafios fundamentais no mundo de hoje.
No entanto, a geração de energia solar está a tornar-se uma utilização cada vez mais lucrativa para as terras agrícolas, o que levou a preocupações de que as explorações solares substituiriam a produção de alimentos.
Uma solução possível é a agrovoltaica – a co-localização da agricultura e de painéis solares fotovoltaicos – que pode manter a produção agrícola, produzir energia renovável, reduzir o uso de água e aumentar a rentabilidade das explorações agrícolas.
Os agricultores precisam de assistência, no entanto, para determinar as culturas e locais mais adequados para sistemas agrovoltaicos, bem como a concepção e colocação de painéis solares que mantenham ou aumentem o rendimento das culturas.
Uma nova doação de 10 milhões de dólares do Instituto Nacional de Alimentação e Agricultura do Departamento de Agricultura dos EUA permitirá aos investigadores estudar a melhor forma de optimizar a concepção de sistemas agrovoltaicos numa variedade de tipos de terreno e cenários climáticos.
O instituto líder no projeto de quatro anos, intitulado “Colocação Sustentável de Sistemas de Eletricidade Agrícola e Fotovoltaica”, ou SCAPES, é a Universidade de Illinois Urbana-Champaign. Os institutos parceiros incluem a Universidade do Arizona, a Universidade Estadual do Colorado, a Universidade de Auburn, a Universidade de Illinois Chicago e o Laboratório Nacional de Energia Renovável. O projeto é financiado pelo programa de Sistemas Agrícolas Sustentáveis do Instituto de Pesquisa Agrícola e Alimentar. A Universidade do Arizona receberá US$ 1.725 milhão do financiamento.
A equipe de pesquisa de Greg Barron-Gafford inclui alunos de graduação e pós-graduação da UArizona. Barron-Gafford, à direita, na foto com os alunos Alyssa Salazar, Leandro Phelps-Garcia e Isaiah Barnett-Moreno.
Greg Barron-Gafford, professor da Escola de Geografia, Desenvolvimento e Meio Ambiente Faculdade de Ciências Sociais e Comportamentais, será o líder da ciência física no projeto. Em 2017, a equipe de pesquisa de Barron-Gafford, que inclui estudantes de graduação e pós-graduação da UArizona, começou a cultivar sob painéis solares de 9 metros de altura na universidade. Biosfera 2 instalação, onde Barron-Gafford é o diretor de soluções de resiliência alimentar, energética e hídrica.
Barron-Gafford liderou o primeira avaliação de dados de campo da agrovoltaica nos Estados Unidos. Ele descobriu que a agricultura voltaica aumenta a eficiência dos painéis solares e da produção agrícola. A água liberada pelas plantas resfria os painéis solares, o que aumenta sua eficiência e produção elétrica. A sombra dos painéis aumenta a produtividade das plantas e economiza água, o que é especialmente importante à medida que as mudanças climáticas aumentam o número de áreas suscetíveis ao calor extremo e à seca, disse Barron-Gafford.
O projecto SCAPES utilizará um novo Laboratório de Aprendizagem Agrivoltaica de 1.5 acres na Universidade do Arizona como um dos seus três locais de investigação agrivoltaica – com os outros em Illinois e Colorado – para avaliar as respostas microclimáticas e das plantas à presença de painéis solares. As matrizes de medição seguirão protocolos desenvolvidos por Barron-Gafford.
Em 2017, a equipe de pesquisa de Barron-Gafford começou a cultivar sob painéis solares de 9 metros nas instalações da Biosfera 2 da universidade.
“Este programa do USDA é a primeira vez que teremos instalações realmente grandes”, disse Barron-Gafford. “ Constantemente nos perguntam 'Todos esses benefícios que você está vendo ainda acontecem quando você amplia isso ou olha para outras formas de agricultura?' Isso é realmente o que este projeto está fazendo: analisar as oportunidades e barreiras que acompanham essa escala.”
Com esta doação, acrescentou Barron-Gafford, “seremos capazes de medir muito mais culturas alimentares de uma só vez. E seremos capazes de fazer muito mais manipulações, como ver o quanto podemos reduzir o uso de água e ainda atender às necessidades alimentares.”
“Nosso projeto fornecerá uma análise abrangente do potencial transformador da agricultura voltaica”, disse Madhu Khanna, investigador principal da bolsa e diretor interino do Instituto Urbana-Champaign de Sustentabilidade, Energia e Meio Ambiente da Universidade de Illinois. “Nosso objetivo é manter ou até mesmo aumentar o rendimento das colheitas, aumentar a produtividade combinada da terra – alimentos e eletricidade – e diversificar e aumentar os lucros dos agricultores com culturas em fileiras e forragens e culturas especiais em uma variedade de ambientes.”
Andrea Gerlak, professora da UArizona na Escola de Geografia, Desenvolvimento e Meio Ambiente e diretora interina do Centro Udall de Estudos em Políticas Públicas, será a vice-diretora de pesquisa em ciências sociais do projeto. Gerlak e colegas conduzirão grupos focais com diversas partes interessadas, como agricultores, profissionais da indústria solar e políticos, para saber o que impulsiona a sua tomada de decisão sobre a utilização de sistemas agrivoltaicos e como as suas opiniões mudam à medida que novos resultados de investigação se tornam disponíveis.
A bolsa também inclui um componente educacional para crianças do ensino fundamental e médio, estudantes universitários e o público. Moisés Thompson, diretor da UArizona Programa Horta Comunitária e Escolar, e sua equipe desenvolveram uma série de protocolos e planos de aula para envolver os alunos e o público com hortas escolares e os Laboratórios de Aprendizagem Agrivoltaica instalados na Rincon High School/University High School e na Manzo Elementary School no Tucson Unified School District. Ele apoiará o esforço para integrar a aprendizagem experiencial e prática em todos os três locais de pesquisa SCAPES.
“O pilar 'Grandes Desafios' do nosso plano estratégico centra-se em aproveitar os nossos pontos fortes na investigação para resolver problemas a nível nacional e global. Garantir a disponibilidade de alimentos através do uso de uma fonte de energia renovável é um excelente exemplo de como nossos pesquisadores estão desenvolvendo soluções inovadoras para problemas críticos”, disse o presidente da Universidade do Arizona. RRobert C. Robbins. “Estou muito satisfeito em ver o trabalho de ponta do Dr. Barron-Gafford avançando para o próximo nível com esta doação do USDA e estou ansioso para acompanhá-lo, Dr.
- Lori Harwood, Faculdade de Ciências Sociais e Comportamentais da Universidade do Arizona
Foto no topo: A subvenção apoiará, em parte, o esforço para integrar a aprendizagem experiencial e prática em todos os três locais de pesquisa SCAPES. Foto: Programa de Horta Escolar e Comunitária Moses Thompson/UArizona