Paneles solares transparentes filtran la luz suficiente para hacer crecer de igual forma los cultivos en invernaderos

Nos sorprendió un poco: no hubo una reducción real en el crecimiento o la salud de las plantas», dice Heike Sederoff, coautor correspondiente del estudio y profesor de biología vegetal en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. «Significa que se puede hacer la idea de integrar células solares transparentes en invernaderos».

Debido a que las plantas no usan todas las longitudes de onda de la luz para la fotosíntesis, los investigadores han explorado la idea de crear células solares orgánicas semitransparentes que absorben principalmente longitudes de onda de luz de las que las plantas no dependen, e incorporar esas células solares en invernaderos.

El trabajo anterior de NC State se centró en cuánta energía podían producir los invernaderos alimentados por energía solar. Dependiendo del diseño del invernadero y de su ubicación, las células solares podrían hacer que muchos invernaderos sean energéticamente neutrales, o incluso permitirles generar más energía de la que utilizan.

Pero, hasta ahora, no estaba claro cómo estos paneles solares semitransparentes podrían afectar los cultivos de invernadero.

Para abordar el problema, los investigadores cultivaron lechuga de hoja roja en cámaras de invernadero durante 30 días, desde la semilla hasta la madurez completa. Las condiciones de crecimiento, desde la temperatura y el agua hasta el fertilizante y la concentración de CO2, fueron todas constantes, excepto la luz.

Un grupo de control de lechugas se expuso al espectro completo de luz blanca. El resto de las lechugas se dividieron en tres grupos experimentales. Cada uno de esos grupos fue expuesto a la luz a través de diferentes tipos de filtros que absorbieron longitudes de onda de luz equivalentes a las que absorberían diferentes tipos de células solares semitransparentes.

«La cantidad total de luz incidente en los filtros fue la misma, pero la composición de color de esa luz fue diferente para cada uno de los grupos», dice Harald Ade, coautor correspondiente del estudio y profesor distinguido de física Goodnight Innovation en el estado de Carolina del Norte.

“Específicamente, manipulamos la proporción de luz azul a luz roja en los tres filtros para ver cómo afectaba el crecimiento de las plantas”, dice Sederoff.

Para determinar el efecto de eliminar varias longitudes de onda de luz, los investigadores evaluaron una serie de características de las plantas. Por ejemplo, los investigadores prestaron mucha atención a las características visibles que son importantes para los productores, tenderos y consumidores, como el número de hojas, el tamaño de las hojas y el peso de las lechugas. Pero también evaluaron marcadores de la salud de las plantas y la calidad nutricional, como la cantidad de CO2 que absorbieron las plantas y los niveles de varios antioxidantes.

«No solo no encontramos ninguna diferencia significativa entre el grupo de control y los grupos experimentales, tampoco encontramos ninguna diferencia significativa entre los diferentes filtros», dice Brendan O’Connor, coautor del estudio y profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en NC State.

“También hay un trabajo próximo que profundiza en más detalles sobre las formas en que la recolección de diversas longitudes de onda de luz afecta los procesos biológicos de lechugas, tomates y otros cultivos”, dice Sederoff.

“Esto es prometedor para el futuro de los invernaderos que funcionan con energía solar”, dice Ade. “Lograr que los productores utilicen esta tecnología sería un argumento difícil si hubiera una pérdida de productividad. Pero ahora es un simple argumento económico sobre si la inversión en nueva tecnología de invernadero se compensaría con la producción y el ahorro de energía”.

“Según la cantidad de personas que se han puesto en contacto conmigo acerca de los invernaderos con energía solar cuando publicamos trabajos anteriores en este espacio, hay mucho interés por parte de muchos productores”, dice O’Connor. “Creo que el interés solo va a crecer. Hemos visto suficientes prototipos de prueba de concepto para saber que esta tecnología es factible en principio, solo necesitamos ver a una empresa dar el salto y comenzar a producir a escala«.

El artículo, »Equilibrio de la producción de cultivos y la recolección de energía en invernaderos orgánicos con energía solar «, aparece en la revista Cell Reports Physical Science.

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