Un estudio reciente muestra que la lechuga se puede cultivar en invernaderos que filtran las longitudes de onda de la luz utilizada para generar energía solar, lo que demuestra la viabilidad de utilizar paneles solares transparentes en invernaderos para generar electricidad.
por la Universidad Estatal de Carolina del Norte
«Nos sorprendió un poco: no se observó una reducción real en el crecimiento ni la salud de las plantas», afirma Heike Sederoff, coautora del estudio y profesora de biología vegetal en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. «Esto significa que la idea de integrar células solares transparentes en invernaderos es viable».
Dado que las plantas no utilizan todas las longitudes de onda de la luz para la fotosíntesis, los investigadores han explorado la idea de crear células solares orgánicas semitransparentes que absorban principalmente longitudes de onda de luz de las que las plantas no dependen, e incorporarlas en invernaderos. Un trabajo anterior de la Universidad Estatal de Carolina del Norte se centró en la cantidad de energía que podrían producir los invernaderos solares. Dependiendo del diseño del invernadero y de su ubicación, las células solares podrían lograr que muchos invernaderos sean energéticamente neutros, o incluso permitirles generar más energía de la que consumen.
Pero hasta ahora, no estaba claro cómo estos paneles solares semitransparentes podrían afectar a los cultivos de invernadero.
Para abordar el problema, los investigadores cultivaron lechuga roja (Lactuca sativa) en invernaderos durante 30 días, desde la semilla hasta la madurez completa. Las condiciones de cultivo , desde la temperatura y el agua hasta los fertilizantes y la concentración de CO₂ , se mantuvieron constantes, excepto la luz.
Un grupo de control de lechugas se expuso a todo el espectro de luz blanca. El resto de las lechugas se dividió en tres grupos experimentales. Cada uno de estos grupos se expuso a la luz mediante diferentes tipos de filtros que absorbían longitudes de onda de luz equivalentes a las que absorberían diferentes tipos de células solares semitransparentes.
«La cantidad total de luz que incidió en los filtros fue la misma, pero la composición de color de esa luz fue diferente para cada uno de los grupos experimentales», afirma Harald Ade, coautor correspondiente del estudio y profesor distinguido de Física Goodnight Innovation en NC State.
«Específicamente, manipulamos la proporción de luz azul y luz roja en los tres filtros para ver cómo afectaba el crecimiento de las plantas», dice Sederoff.
Para determinar el efecto de la eliminación de diversas longitudes de onda de luz, los investigadores evaluaron diversas características de las plantas. Por ejemplo, prestaron especial atención a las características visibles importantes para agricultores, comerciantes y consumidores, como el número y tamaño de las hojas, y el peso de las lechugas. También evaluaron indicadores de la salud y la calidad nutricional de las plantas, como la cantidad de CO₂ absorbida por las plantas y los niveles de diversos antioxidantes.
«No solo no encontramos diferencias significativas entre el grupo de control y los grupos experimentales, sino que tampoco encontramos diferencias significativas entre los diferentes filtros», afirma Brendan O’Connor, coautor del estudio y profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en NC State.
«También hay trabajos próximos que profundizan con mayor detalle en las formas en que la recolección de diferentes longitudes de onda de luz afecta los procesos biológicos de las lechugas, los tomates y otros cultivos», dice Sederoff.
«Esto es prometedor para el futuro de los invernaderos solares», afirma Ade. «Conseguir que los agricultores utilicen esta tecnología sería un argumento difícil si se produjera una pérdida de productividad. Pero ahora se trata de un simple argumento económico: si la inversión en nueva tecnología de invernaderos se compensaría con la producción y el ahorro de energía».
«A juzgar por la cantidad de personas que me han contactado sobre invernaderos solares tras publicar trabajos anteriores en este ámbito, hay un gran interés por parte de muchos productores», afirma O’Connor. «Creo que ese interés seguirá creciendo. Hemos visto suficientes prototipos de prueba de concepto como para saber que esta tecnología es viable en principio; solo necesitamos que una empresa dé el salto y comience a producir a gran escala».
El artículo, «Equilibrio entre la producción de cultivos y la cosecha de energía en invernaderos orgánicos alimentados con energía solar», aparecerá el 17 de marzo en la revista Cell Reports Physical Science.
