Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah (KAUST) desenvolveram um novo sistema inovador para estufas que resfria as plantas de forma passiva e aumenta a produtividade.
Descrito na revista Nexus, o sistema duplo utiliza uma combinação de uma cobertura de nanoplástico e uma camada de mulch biodegradável para reduzir significativamente o calor. Segundo o estudo, a equipe da KAUST conseguiu diminuir as temperaturas em estufas em miniatura em até 25°C e aumentar a produção de repolho chinês em quase 200%.
Para criar a cobertura, o polietileno foi infundido com nanopartículas de óxido de tungstênio e césio. Essas moléculas absorvem a luz infravermelha – responsável pelo calor – enquanto permitem a passagem da luz visível, essencial para a fotossíntese.
“A maioria das coberturas de estufas, sejam de vidro, policarbonato ou polietileno, transmitem mais de 90% da luz, incluindo a infravermelha, que não beneficia a produtividade das plantas, mas gera calor”, explicou o professor da KAUST, Qiaoqiang Gan, especialista em sistemas de resfriamento passivo e desenvolvedor do nanoplástico.
“Nosso objetivo foi criar uma cobertura que deixasse passar a luz boa e bloqueasse a luz ruim.”
Para complementar o resfriamento passivo do nanoplástico, a equipe da KAUST também criou um mulch biodegradável feito de papel de celulose. O mulch é comumente usado para refletir a luz solar e reter a umidade, mantendo o solo mais frio e favorecendo a fotossíntese. À medida que as plantas crescem e suas folhas fazem sombra sobre o solo, o mulch biodegradável se decompõe naturalmente, oferecendo uma solução secundária para o resfriamento passivo das estufas.
“A maioria dos mulch comerciais é feita de plástico e extremamente desperdiçadora”, disse Yanpei Tian, pesquisador de pós-doutorado da equipe de Gan.
“Isso resulta em cerca de 1,5 milhão de toneladas de resíduos, sendo que mais de 40% não são reciclados. Além disso, esses plásticos deixam microplásticos no solo, que podem entrar na cadeia alimentar.”
Ao testar as duas tecnologias em estufas em miniatura na Arábia Saudita para cultivar repolho chinês, os pesquisadores observaram excelente retenção de água no solo e uma produção agrícola 200% maior do que a dos cultivos comerciais convencionais. Usando dados meteorológicos públicos, a equipe da KAUST estimou que a adoção do novo sistema poderia reduzir o consumo de energia em cidades quentes ao redor do mundo – como Riad e Houston – em mais de 40%.
“O resfriamento de estufas pode ser extremamente caro”, disse Gan. “Nossa abordagem pode tornar diversas culturas viáveis em regiões áridas, aumentando sua segurança alimentar e, ao mesmo tempo, ajudando a atingir metas de redução de emissões de carbono.”
Fonte: The Engineer