TECNOLOGIA AGROVOLTAICA EN LOS SISTEMAS ALIMENTARIOS

Un ejemplo de integración de actividades

24 de febrero de 2022

La necesidad básica de superficie y uso del suelo para las energías renovables como la eólica y la fotovoltaica coincide con la que requiere la agricultura y la ganadería. Es obvio, que en ambos aspectos son imprescindibles tanto el suelo como la energía solar para su desarrollo. Durante las últimas décadas hemos observado, con frecuencia, que en suelo agrícola de secano se han establecido polígonos de energía fotovoltaica con cambio de uso y renuncia a la producción agraria.

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Es decir, un sistema de explotación del suelo mutuamente excluyente. La opción de captar energía solar inhibe producir alimentos y viceversa. Los beneficios de la instalación fotovoltaica tienen como coste la renuncia a los beneficios de la agricultura. Tienen que ser superiores a lo que en términos económicos se conoce como el coste de oportunidad de producir alimentos.  Pero nunca sin olvidar la existencia de dos recursos naturales de inmenso valor como son el suelo y la energía solar.

En la actualidad de las crisis que padecemos, la investigación, la reflexión, la integración sistemática de acciones y la necesidad de sacar más partido a lo que tenemos ha generado, cada vez con más fuerza, una nueva tecnología que ha sido bautizada como “Agrovoltaica” y que también se conoce como “Agrofotovoltaica”. Siempre los tiempos de crisis son los mejores para imaginar, reflexionar, dialogar y trabajar en común para identificar proyectos y hacer propuestas para resolver los problemas. La gravedad de las crisis de malnutrición, agua, energía, economía y medio ambiente estimula y me atrevería decir que obliga a que entre en escena la creatividad, la innovación, la investigación y una coordinada integración de acciones. Tenemos que aprovechar racionalmente los recursos naturales y a su vez incrementar la productividad agraria, hídrica, energética y económica contribuyendo a la mitigación del cambio climático. ¿Qué caminos de solución permiten alcanzar este conjunto de sinergias compartidas en línea con las directrices promovidas por la Cumbre de Sistemas Mundiales Alimentarios de las Naciones Unidas en septiembre de 2021?

Agrovoltaica” o “Agrofotovoltaica” es la tecnología que ofrece la posibilidad simultanea de generar energía renovable y producir alimentos en la misma superficie de suelo sin perjudicar la producción agrícola. El suelo suministra soporte físico mediante estructuras metálicas sencillas elevando los paneles fotovoltaicos y a su vez permite debajo, una producción de alimentos protegida y en parte sombreada por dichos paneles. Se trata de un sistema combinado de agricultura y generación de energía eléctrica renovable que como veremos a continuación produce nítidas sinergias desde un punto de vista de conservación de los recursos naturales agua, suelo y biodiversidad. Pero siempre con la necesidad de aprovechar al máximo la oportunidad de disponer una energía, segura, garantizada, permanente, no contaminante y gratuita como es la energía solar. 

Esta tecnología, constituye un ejemplo de integración y sinergia de actividades con resultados positivos que se describen en el siguiente decálogo:

  • Permite que la humedad de la transpiración de las hojas de las plantas cultivadas enfríe los paneles fotovoltaicos incrementado su vida y rendimiento energético. Efectivamente, en investigaciones, ensayos, e incluso puesta en marcha en algunas explotaciones agrarias de USA, Europa y Asia se ha comprobado que la Agrovoltaica rebaja la temperatura de los paneles 9 ºC en los meses calurosos circunstancia que provoca una mejora de un 3% en la eficiencia de generación de energía renovable. En términos anuales, la eficiencia energética también mejora entre 1 y un 2 ºC.

Complementariamente se hace constar que en el entorno de los 30ºC se obtiene los mejores valores de dicha eficiencia energética. Sin esta tecnología, el calentamiento de los paneles durante dilatados periodos de tiempo puede superar los 60 ºC. Una situación desfavorable que merma la vida útil y conservación de los paneles, atribuyendo una sinergia más a la Agrovoltaica.

  • En territorios con climas áridos los sistemas de regadío son necesarios para incrementar la productividad de la agricultura. En la actualidad y cara al futuro la tecnología de riego por goteo, basada en la aplicación del agua exclusivamente en la proximidad de las raíces de las plantas, reduce la cantidad de agua de riego por hectárea a más de la mitad, a la vez que disminuye su evaporación. Pero los sistemas de riego requieren necesariamente electricidad o consumo de energía fósil, bien sea para la captación y bombeo como para su distribución.
  • La Agrovoltaica ofrece la posibilidad del suministro in situ de energía renovable sin perdidas en el transporte por líneas eléctricas de distribución, ni compra y transporte de combustible. Ofrece energía en el momento y en el lugar que el sistema de riego lo necesita. Satisfacer una demanda y una necesidad en el momento oportuno, en general, emana beneficios múltiples no solo económicos, sino también sociales y ambientales.
  • El grado de humedad del suelo está íntimamente ligado con la necesidad de agua de riego. Si en una zona árida llueve durante tiempo y con normalidad, sin trombas de agua, no es necesario regar porque el grado de humedad del suelo se mantiene por encima del 20 %. La tecnología Agrovoltaica permite mantener la humedad del suelo, durante la época de riego, entre un 20 y un 35%. Se produce un microclima bajo de los paneles fotovoltaicos. El agua permanece más tiempo en el suelo, ofrece una mayor disponibilidad y un menor consumo para el riego. Hecho que a su vez entraña un menor consumo de energía y un nitido beneficio, dados sus elevados precios. Sin Agrovoltaica y con los paneles anclados directamente en el suelo la humedad del mismo se reduce hasta un 5%.
  • Otro tema a considerar es el análisis del sombreado sobre las plantas que provocan los paneles. Los expertos han contrastado que existe una relación directa entre la temperatura ambiente y la eficiencia neta de fotosíntesis a través de la clorofila de sus hojas (medida en micro-moles por metro cuadrado y segundo). Dicha eficiencia crece desde los 10ºC hasta los 30ºC, en que alcanza el máximo valor, y disminuye gradualmente reduciéndose a la mitad a los 40 ºC y anulándose a los 50 ºC.  Por lo tanto, en los calurosos días de verano la eficiencia de la función clorofílica se reduce notablemente. Merman la producción de los hidratos de carbono derivados de la síntesis del CO2 del aire, el agua absorbida por las raíces de las plantas y la energía solar, actuando como catalizador la clorofila. Todo ello incide negativamente en la producción de los alimentos. En este sentido, la Agrovoltaica desempeña un papel positivo al crear un microclima adecuado que garantiza y mejora la productividad de la agricultura.
  • La incidencia de la Agrovoltaica en la producción de alimentos es variable y depende de la tipología de las plantas. Se ha contrastado que dobla la producción de tomates y pimienta y sin embargo no afecta a la producción de chile y de pimientos. Tiene un impacto positivo en la producción de col, albahaca, zanahoria, cardo y lechuga y es indiferente en la producción de melón. En principio parece que mejora en alunas especies significativamente la producción hortícola. Por otra parte, en la Agrovoltaica la Francia meridional existen testimonios de que mejora la calidad del vino. Se admite por lo tanto un impacto positivo en la producción de alimentos.
  • Otro aspecto importante a considerar es la captación de carbono por el suelo en el sistema Agrovoltaico. Efectivamente, el mantenimiento verde de la superficie, unido a una mayor disponibilidad del agua, con una mayor actividad de los organismos vivos del suelo mejora su contenido de materia orgánica y permite captar el CO2 de la atmosfera. Uno de los objetivos de la mitigación del cambio climático. Concretamente en el caso de los tomates Cherry, la Agrovoltaica incrementa la captura de carbono un 65 %, la eficiencia del agua un 65% y duplica su producción.
  • La Agrovoltaica facilita una mayor producción de biomasa que contribuye a una mejora de la fertilidad de los suelos e invita a desarrollar una agricultura de conservación con efectos positivos en el ecosistema.
  • En el caso de fenómenos meteorológicos adversos los paneles fotovoltaicos protegen a los cultivos frente al granizo y las lluvias torrenciales.
  • Con independencia de lo expuesto con anterioridad la Agrovoltaica puede abrir caminos y líneas de acción en la consolidación y mejora de los servicios de los ecosistemas  y en consecuencia de la biodiversidad.

Además de estas consideraciones positivas y sinergias de la Agrovoltaica hay que considerar el efecto desfavorable de un incremento de inversión al necesitar una estructura metálica de soporte de unos paneles fotovoltaicos elevados. En todo caso habrá que sopesar las ventajas e inconvenientes, los costes y los beneficios de esta Tecnología. Es seguro que este ensayo y proceso de integración producirá beneficios mutuos y fortalecerá las interrelaciones múltiples en el nexo Agua-Suelo-Energía-Alimentación-Cambio Climático. Como resultado se establecerán relaciones cuantitativas, causa efecto, huellas diversificadas y lecciones aprendidas que sin duda estimularán la creatividad y la innovación de la agronomía, ingeniería y economía de los Sistemas Alimentarios del futuro.     

 Para más información e ilustración se recomienda ver en youtube, “Agrivoltaics” y automáticamente aparecen videos ilustrativos sobre el tema con textos, fotografías y entrevistas. “ Solar+Farming = Win” “Agrivoltaics. An economic lifeline for American farmers?” etc. 

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