Reduzir a insegurança alimentar e o impacto ambiental da produção alimentar com a “eletro-agricultura"

A insegurança alimentar é uma das principais preocupações a nível mundial. Cerca de um terço dos alimentos cultivados em todo o mundo são desperdiçados desde a fase de pré-produção até ao momento em que chegam a casa. Em combinação com os impactos das alterações climáticas que ameaçam as práticas agrícolas, há uma pressão crescente para aumentar a eficiência da produção e distribuição de alimentos em todo o mundo. Os investigadores, apoiados pela Fundação Bill e Melinda Gates, descobriram uma forma de aumentar a eficiência de parte do processo de produção de alimentos, o que tem o potencial de reduzir enormemente a pegada ambiental da produção alimentar.

Aumentar a eficiência da fotossíntese

Apesar de ser o componente central da aquisição de energia pelas plantas, a fotossíntese é, de facto, altamente ineficiente, com apenas 1% da energia luminosa captada pela planta a ser convertida em energia utilizável. Os bioengenheiros desenvolveram um novo método de produção de alimentos que converte de forma mais eficiente o dióxido de carbono (CO2) em energia utilizável para as plantas consumirem. A “eletro-agricultura” substitui essencialmente a fotossíntese por uma reação química alimentada por energia solar entre o CO2 e a água para criar acetato, que é utilizado para alimentar plantas cultivadas em hidroponia.

Para que este método seja bem sucedido, as plantas precisam de ser geneticamente modificadas para ativar uma via metabólica que está normalmente adormecida nas plantas adultas. Esta via metabólica permite às plantas consumir o acetato, que normalmente só pode ser consumido pelas plantas em germinação, e é “desligada” quando a planta atinge o ponto em que pode fazer fotossíntese.

Os investigadores compararam este processo à intolerância à lactose nos seres humanos adultos. O engenheiro biológico Robert Jinkerson, da Universidade da Califórnia, afirma: “Enquanto bebés, podemos digerir a lactose do leite, mas para muitas pessoas essa via é desligada quando crescem. É mais ou menos a mesma ideia, só que para as plantas”.

Apesar dos êxitos da sua investigação, ainda há muito trabalho a fazer. Jinkerson continua: “No que diz respeito às plantas, ainda estamos na fase de investigação e desenvolvimento para tentar que utilizem o acetato como fonte de carbono, porque as plantas não evoluíram para crescer desta forma, mas estamos a fazer progressos... No entanto, os cogumelos, as leveduras e as algas podem ser cultivados desta forma atualmente, pelo que penso que essas aplicações podem ser comercializadas em primeiro lugar e as plantas virão mais tarde.”

Separar a agricultura da natureza

Para além de aumentar a eficiência da produção de energia nas plantas, este novo método de “eletro-agricultura” tem o potencial de reduzir enormemente a quantidade de terra necessária para cultivar alimentos. Pode também significar que os alimentos podem ser cultivados em ambientes que normalmente seriam considerados inadequados para a agricultura.

Jinkerson afirma: “Se já não precisarmos de cultivar plantas com luz solar, podemos dissociar a agricultura do ambiente e cultivar alimentos em ambientes fechados e controlados”.

Feng Jiao, eletroquímico da Universidade de Washington, acrescenta: “Neste momento, a nossa eficiência é de cerca de 4%, o que já é quatro vezes superior à da fotossíntese e, como tudo é mais eficiente com este método, a pegada de CO2 associada à produção de alimentos torna-se muito menor”.

Os investigadores estimam que, com mais investigação e uma aplicação bem sucedida, o seu novo método de “eletro-agricultura” poderá libertar 88% das terras atualmente utilizadas para a produção de alimentos nos Estados Unidos da América. Esta terra poderia então ser utilizada para reflorestação, conservação e sequestro de carbono, apoiando os objetivos de biodiversidade e alterações climáticas e aumentando simultaneamente a eficiência da produção e distribuição de alimentos.

Referência das notícias:

Crandall, Bradie S. et al., (2024) Electro-agriculture: Revolutionizing farming for a sustainable future. Joule