Pesquisadores da USP estudam a biofotônica, área que investiga a relação da luz com os sistemas biológicos; esse campo de estudo ajuda na melhora da produtividade de vegetais e também pode contribuir para aumentar o valor nutritivo dos alimentos
Foto: Pixabay
Testes iniciais realizados em laboratório mostram que, controlando a composição da luz e os períodos de iluminação, foi possível produzir alface em uma estufa indoor — também conhecida como horta urbana — que fica pronta para o consumo em cerca de 20 a 30 dias. Normalmente a produção desse vegetal leva mais de 45 dias. Esses resultados são iniciais e fazem parte de um estudo em andamento realizado por pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP.
Os pesquisadores acrescentaram à já conhecida produção indoor o sistema hidropônico, que é feita em estufas e utiliza água enriquecida com nutrientes no lugar do solo, placas de LED das cores branca, vermelha e azul. “Estamos começando a entender como as plantas ‘falam com o meio externo’ em termos de luminosidade necessária em suas várias fases de crescimento”, conta ao Jornal da USP o professor do IFSC Vanderlei Salvador Bagnato, coordenador da pesquisa.
Essa nova forma de cultivo, além de aumentar a produtividade, pode diminuir em 60% os custos de produção.
A produção indoor e a biofotônica
Vanderlei Salvador Bagnato – Foto: Arquivo pessoal
O formato da produção de hortas urbanas permite que o cultivo esteja livre de pragas, possa ocorrer próximo ao local de consumo — diminuindo os gastos por transportes, não produza poluição e tenha um gasto mínimo de recursos naturais, inclusive da água, pois o mesmo volume pode circular indefinidamente. “Com alguns litros de água, somos capazes de produzir muitas dezenas de pés de alface”, diz. Além disso, com outra técnica, desenvolvida e patenteada pelo grupo, que usa luz ultravioleta para evitar a contaminação da água, é possível usar a solução hidropônica por muito tempo, e ir apenas adicionando alguns nutrientes.
Bagnato conta que a nova pesquisa está dentro da área da biofotônica, que investiga os fenômenos envolvidos na interação da luz com sistemas biológicos, o que permite estudar novas ferramentas para otimizar a produção em estufas.
Para isso, os pesquisadores instalaram LEDs nas cores branca, vermelha e azul em um cultivo de alfaces de produção indoor. As alfaces foram plantadas em gabinetes com umidade e temperatura controlada, com dimensões de 80 centímetors (cm) x 80 cm x 120 cm, mas Bagnato explica que o tamanho pode variar. Eles testaram três durações diferentes da incidência da luz: 12 horas com a iluminação ligada e 12 horas desligada, 18 horas horas com a iluminação ligada e 6 horas desligada e a iluminação ligada ininterruptamente durante 24 horas. Foi na terceira tentativa que o crescimento da alface ocorreu em cerca de 30 dias.
Os gabinetes, onde ocorreram os testes, foram produzidos pelos pesquisadores – Foto: Arquivo pessoal de pesquisador
O professor também conta que começaram a fazer testes com alfaces, por ser uma hortaliça altamente consumida pelos brasileiros. “Já testamos a alface mini-lisa, a alface crespa, e a alface roxa. Parece funcionar bem com diversas espécies”, conta.
As cores utilizadas na iluminação também afetam o crescimento do vegetal. “Cores distintas podem interagir com diferentes moléculas e com diferentes fases do metabolismo da planta. Com a combinação adequada de cores, fazemos otimização do rendimento fotoquímico da planta”, explica.
Segundo Bagnato, ao usar as cores e tempo de iluminação da maneira mais efetiva, é possível aumentar a produtividade em 40% e baratear a produção em mais de 60% e isso beneficia tanto os produtores quanto o meio ambiente. Para ele, estudar formas otimizadas para produção de alimentos é importante para trazer impactos ambientais positivos, pois permite usar de forma mais eficiente os espaços e recursos.
Próximos passos
A pesquisa, que está sendo financiada pela Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (EMBRAPII), está agora na fase de investigação básica. Bagnato conta que nesse momento, além da iluminação de LED, eles estão programando e testando a concentração de CO2 e a temperatura da solução e do ambiente. A expectativa é que, a partir disso, eles encontrem novas descobertas.
Rene Casarin, Shirley Lara, Bruna Corrêa e Rafael Ferro estão participando das pesquisas da área da biofotônica – Foto: Arquivo pessoal
“Também já estamos dando início a novos projetos para promover de forma fotônica a adesão de nutrientes hoje não presentes em hortaliças. Além de melhorar a produção, queremos melhorar o poder nutritivo das plantas para o ser humano”, complementa.
O Laboratório de Apoio Tecnológico (LAT) da IFSC/USP ainda está desenvolvendo o protótipo de uma nova estufa indoor com cinco andares, o que possibilitará produções mais amplas. A pesquisa tem a participação de Rafael Ferro, mestrando em Biotecnologia, e Shirley Lara, doutoranda na mesma área, Rene Casarin e Bruna Côrrea.
Mais informações: e-mail vander@ifsc.usp.br, com Vanderlei Salvador Bagnato
Texto: Bianca Camatta
Arte: Guilherme Castro e Rebeca Fonseca
Jornal da USP
