Zach Yohannes, um entusiasta da graduação na Universidade de Stanford, está refinando uma ideia que ele acha que algum dia poderia alimentar toda a humanidade com novos, alimentos locais usando menos terra e menos pesticidas. Yohannes cresceu em um, Fazenda de 500 acres no Vale Central da Califórnia, onde ele aprendeu a irrigar simultaneamente 20 acres de pomares de nogueiras, mas ele sonha que a próxima geração medirá as terras agrícolas em metros cúbicos em vez de áreas. Verão passado, o empresário otimista decidiu provar que a agricultura hidropônica interna em grande escala não é apenas possível, mas também economicamente viável.
Em um sistema hidropônico, uma solução de água densa em nutrientes circula pelas raízes das plantas e substitui a necessidade de solo e fertilizantes tradicionais. Esta técnica sci fi-esque permite que fazendeiros e jardineiros cultivem alimentos em cozinhas e porões, em parapeitos de janelas e telhados. “A tecnologia está aí, os recursos estão lá, o dinheiro está lá - mais ou menos - o que precisamos é que seja feito, ”Diz Yohannes. Yohannes forneceu toda a luz, agua, ar e nutrientes necessários para crescer mais de 2, 000 plantas hidroponicamente. Ele plantou tomates, soja, alface e ervas em prateleiras 8’x8’x30 ”em um armazém reformado na fazenda de sua família. O cultivo convencional requer um espaçamento maior de plantas e enquanto 500 pés quadrados de solo podem produzir normalmente apenas 500 cabeças de alface, Yohannes cultivou 850 pés de alface na mesma quantidade de espaço.
Outrora uma tendência de nicho dominada principalmente por produtores de maconha em ambientes fechados, a hidroponia poderia finalmente romper a corrente principal. Seus proponentes prometem que isso mudará o futuro da agricultura americana. Mas primeiro a tecnologia hidropônica deve superar suas próprias limitações, que têm impedido os avanços por mais de 70 anos.
O ano era 1940. O Terceiro Reich ocupou Paris. Hitler, Mussolini e Hirohito tinham acabado de assinar papéis para formar a Aliança do Eixo. Enquanto isso, William Frederick Gericke, um professor da Universidade da Califórnia em Berkeley, publicou discretamente um livro sobre uma tecnologia inovadora que ele pensava que poria fim à guerra. Sua invenção, que ele chamou de hidroponia, permitiria aos países produzir mais alimentos com menos recursos. “Nações como Itália e Japão, ”Escreveu Gericke, “Que estão preocupados com populações aglomeradas e terras agrícolas inadequadas, poderia facilmente multiplicar sua produção de múltiplos gêneros alimentícios, ”Varrendo a necessidade de expansão territorial.
Cientistas faziam experiências com soluções nutritivas em laboratórios desde 1860, quando o químico agrícola alemão W. Knop começou a isolar compostos químicos no solo para estudar fertilizantes. mas, Gericke escreveu, “Os cientistas não conseguiram perceber o verdadeiro valor de um princípio que eles próprios aplicaram em experimentos de laboratório.” Em vez de usar nutrientes para melhorar a qualidade do solo, Gericke queria que os agricultores de toda a América substituíssem seus campos de trigo e batata pelos complexos sistemas hidropônicos que ele desenvolveu em anos de experimentação com diferentes combinações de nutrientes e condições de cultivo. Seu protótipo de sistemas para tomates, flores e verduras para salada resultaram em rendimentos que ultrapassaram as práticas padrão para cultivo em campo convencional na época.
Gericke sonhava que a hidroponia mudaria fundamentalmente a forma como os alimentos eram cultivados em todo o mundo. Não funcionou.
Os militares americanos usaram a tecnologia de Gericke para alimentar tropas estacionadas em pequenas ilhas no Oceano Pacífico. O general Douglas MacArthur trouxe-o aos japoneses após a guerra e eles o usaram para cultivar 3,18 milhões de libras de frutas e vegetais frescos. A edição de 1953 de The American Biology Teacher instruiu professores a espalhar as ideias de Gericke em sala de aula, reivindicando, “O aluno que plantar o primeiro tomate ou o rabanete maior será um herói da escola tanto quanto o quarterback que dá o passe da vitória!”
Gericke sonhava que a hidroponia mudaria fundamentalmente a forma como os alimentos eram cultivados em todo o mundo. Não funcionou.
Porque? Um produtor de primeira viagem deve fazer um investimento substancial; comprar bombas, tubos, bacias, luzes, Filtros de ar, ventiladores e nutrientes, além de todos os materiais que um jardineiro convencional exige. Depois, há o custo da eletricidade necessária para operar o sistema. “Os custos operacionais podem ser altos porque você precisa fornecer todos os fatores que normalmente obtém gratuitamente ao ar livre, ”Yohannes reconhece, explicando as limitações financeiras da hidroponia.
A hidroponia também requer um conhecimento complexo de química, botânica, encanamento e agricultura. Enquanto Gericke tentava convencer os agricultores a adotar seus complicados métodos hidropônicos, Os avanços biotecnológicos em sementes híbridas provaram ser uma maneira mais simples e barata de os agricultores tradicionais aumentarem seus rendimentos. As políticas governamentais apoiavam abertamente os métodos de cultivo de commodities em grande escala. A Lei de Alimentos e Agricultura de 1965 estabeleceu firmemente o apoio financeiro para práticas agrícolas tradicionais e os agricultores continuaram a crescer no solo; praticamente esquecendo o futuro brilhante prometido pelos sistemas hidropônicos da Gericke.
Mas havia um grupo de agricultores que considerou as invenções de Gericke não apenas úteis, mas lucrativo. Depois que o governo Nixon tornou muito arriscado cultivar maconha ao ar livre, os produtores de maconha procuraram abrigo lá dentro. E uma vez lá, O sistema hidropônico de Gericke estava lá para ajudá-los a prosperar.
Moce, um fervoroso entusiasta da hidroponia, trabalha em uma loja de cultivo fora de Boston. Ele deve ser referido pelo apelido neste artigo porque "o lado negro da indústria" ainda permeia segmentos da cultura da comunidade hidropônica.
Devido ao alto investimento inicial, “Cultivar mil dólares em vegetais não é possível a curto prazo. O conceito é ótimo e se pagará com o tempo, mas é um retorno lento, ”Diz Moce. Alternativamente, uma safra relativamente pequena de maconha pode atingir preços que pagarão o investimento do produtor muito rapidamente.
Embora a maioria do financiamento de pesquisa nas universidades fosse para métodos agrícolas convencionais, investimentos na indústria hidropônica de varejo - estimulado, em grande parte, pelos cultivadores de maconha - foram deixados para conduzir o desenvolvimento da tecnologia ao longo da década de 1970.
"Eu não me importo com quem cultiva o quê. Uma planta é uma planta. Mas é frustrante, você sabe? Eu digo a eles, ei mano, essa é apenas uma planta entre milhares que você pode cultivar. '
Agora que os horticultores estão adotando a hidroponia para indústrias mais "legítimas", novas lojas hidropônicas como a de Moce estão tentando se livrar das associações com o mercado negro. Sinais que dizem, “Qualquer conversa sobre substâncias ilegais e você será convidado a sair imediatamente, ”Alinham as paredes de sua loja, mas muitos clientes em potencial ainda perguntam sobre o cultivo de maconha. “Eu não me importo com quem cultiva o quê, ”Diz Moce. “Uma planta é uma planta. Mas é frustrante, você sabe? Eu digo a eles, _ Ei mano, é apenas uma planta entre milhares que você pode cultivar. ’”
Moce diz que hoje as pessoas cultivam vegetais hidroponicamente por diversos motivos. A hidroponia permite que as pessoas cultivem plantas com muito mais densidade do que a agricultura convencional permite, então, muitos dos clientes da Moce são amadores que moram em pequenas casas sem terra suficiente para uma horta convencional.
A crescente preocupação do público com o meio ambiente e as emissões de carbono significa que os americanos querem cultivar alimentos localmente e em novos lugares. “Já dividimos o átomo e fomos para a lua. Podemos colocar pimenta em um prédio de apartamentos, ”Diz Moce.
A esperança de Yohannes é que a agricultura vertical possa fornecer produtos frescos, produtos locais para as comunidades do centro da cidade. “Estamos tentando alimentar as pessoas porque será um problema real que enfrentaremos em nossas vidas, ”Diz Yohannes. “Esta é apenas uma forma de combater isso da forma mais eficiente e sustentável possível.”
Mas nem todo mundo está convencido. Melissa Brechner, o diretor do Centro de Transferência de Tecnologia Hidropônica de Agricultura de Meio Ambiente Controlado da Cornell University, pensa que os sonhos de Yohannes de agricultura vertical são rebuscados, no melhor. “As pessoas estão dizendo que queremos levar alimentos saudáveis para as pessoas dos centros das cidades, mas o verdadeiro problema com as cidades do interior é que os alimentos saudáveis custam muito dinheiro. ”
Brechner apontou que Yohannes precisa vender sua produção com um prêmio para manter a lucratividade, mas isso impede que as pessoas que ele deseja alimentar comprem. De acordo com Brechner, um agricultor hidropônico urbano sempre pagará mais do que um agricultor convencional porque ele tem que pagar pelo sol. “As plantas crescem em proporção direta à luz. Então, se você der a eles mais luz, então você vai melhorar seu rendimento, ”Brechner diz.
‘A grande quantidade de energia necessária para fazer crescer as coisas no armazém - diríamos em nossos momentos mais apaixonados que é ambientalmente irresponsável.’
Brechner aponta para o trabalho de seu ex-colega na Cornell, Louis Albright. Levando em consideração a iluminação e o aquecimento de um armazém fechado ou arranha-céu, Albright calculou que leva quase três vezes mais quilowatts-hora para cultivar um pé de alface verticalmente do que para cultivá-lo em uma estufa de vidro fora da cidade. Mesmo quando calculando o custo do carbono do transporte em massa de alface, ele descobriu que é ainda mais ecológico cultivar alface fora dos centros urbanos.
Albright também descobriu que o trigo, uma das safras mais consumidas da América, não é geneticamente adequado para a produção hidropônica. Ele calculou que atualmente custa US $ 23 em eletricidade para produzir trigo suficiente para um pão em um armazém fechado.
Brechner destaca outra grande vulnerabilidade com a produção hidropônica em grande escala. Uma queda de energia interromperá a circulação da solução nutritiva. Com a maioria dos sistemas, isso poderia destruir uma safra inteira de safras em um curto espaço de tempo. Da perspectiva de Brechner, a tecnologia hidropônica não progrediu significativamente desde a época de Gericke. Contanto que os sistemas hidropônicos custem mais dinheiro e exijam mais recursos do que as técnicas convencionais de cultivo, Brechner continua se opondo à agricultura hidropônica. “Eu entendo o valor de tornar as plantas saudáveis mais visíveis para os residentes, " ela diz. “Mas a grande quantidade de energia necessária para fazer crescer as coisas no armazém - diríamos em nossos momentos mais apaixonados que é ambientalmente irresponsável.”
Gene Giacomelli, o diretor do Centro de Agricultura de Meio Ambiente Controlado (CEAC) da Universidade do Arizona, encontra as preocupações de Brechner todos os dias. A hidroponia não pode competir com a agricultura convencional quando se trata de custos iniciais, mas Giacomelli acha que a hidroponia pode se tornar muito mais eficiente em termos de recursos - tão eficiente que poderia literalmente alimentar um planeta. O planeta que ele tem em mente, Contudo, não é nosso.
A NASA contratou o CEAC para criar um sistema hidropônico de suporte de vida bioregenerativo para astronautas em missões estendidas à Lua ou Marte. Giacomelli está aperfeiçoando um sistema de circuito fechado onde as plantas consomem o dióxido de carbono e os resíduos líquidos do astronauta e, por sua vez, as plantas fornecem aos astronautas oxigênio, água doce e comida. O módulo atual conta com um complexo sistema de computador com monitores infravermelhos para garantir que cada planta esteja crescendo ao seu potencial máximo. Giacomelli disse que seu sistema hidropônico de alta tecnologia pode caber em um tubo de seiscentos pés cúbicos e fornecer a um único astronauta todas as suas necessidades diárias de oxigênio e água e cerca de metade de suas calorias diárias. Um protótipo está sendo testado no Pólo Sul.
Giacomelli disse que seu sistema hidropônico de alta tecnologia pode caber em um tubo de seiscentos pés cúbicos e fornecer a um único astronauta todas as suas necessidades diárias de oxigênio e água e cerca de metade de suas calorias diárias.
Giacomelli admitiu que a tecnologia do módulo é atualmente muito cara para uso em cidades americanas, mas ele diz, “É muito fácil apontar tópicos que serão traduzidos imediatamente de volta para os aplicativos do Google Earth.” Giacomelli prevê que sua pesquisa mudará a maneira como todos os agricultores pensam sobre produtividade.
“As pessoas começarão a olhar para os quilos por metro quadrado por entrada de água, nutrição, trabalho ou energia. ” À medida que os sistemas em crescimento se tornam cada vez mais valorizados pelo uso eficiente de recursos, as pessoas perceberão o potencial de um sistema hidropônico de ciclo fechado. Os sistemas hidropônicos já podem usar 60 a 90 por cento menos água do que os métodos convencionais.
Os principais avanços na tecnologia de estufas estão permitindo que os produtores hidropônicos usem luz solar natural - complementada com luzes artificiais em regiões mais escuras e durante a entressafra - para cultivar plantas com mais eficiência aqui na Terra.
À medida que os consumidores se tornam cada vez mais conscientes de onde seus alimentos vêm e como são cultivados, parece que podemos estar entrando em uma nova era da hidroponia. Moce pode atestar o crescente interesse entre amadores e DIYers de quintal, mas a crescente demanda social combinada com os recentes avanços tecnológicos significa que a hidroponia tem um novo potencial para influenciar o sistema alimentar, da maneira que William Frederick Gericke uma vez sonhou.
Empresas como a Lufa Farms em Montreal, BrightFarms na Filadélfia e Gotham Greens em Nova York estão cultivando alimentos hidroponicamente em estufas gigantes diretamente nos telhados dos supermercados. Eles aproveitam a luz natural disponível e, ao mesmo tempo, reduzem significativamente os custos de transporte. Vendendo diretamente para os mercados abaixo, seus produtos hidropônicos podem teoricamente ter um preço competitivo em relação aos produtos convencionais.
Os retornos cada vez maiores em poder de computação da Lei de Moore e a automatização eficiente estão tornando as operações hidropônicas em grande escala mais acessíveis até mesmo para os agricultores mais inexperientes. Equipamentos antigos de Freight Farms, contêineres de metal com isolamento intenso e um sistema hidropônico padronizado que “pode ser colocado em qualquer lugar do mundo, em qualquer ambiente, ”De acordo com o coordenador de comunicações para o start-up com sede em Boston, Rebecca Liebman. Ela diz que o dono de um restaurante em Minnesota pode cultivar durante os meses de inverno e produzir 13, 000 libras de manjericão fresco anualmente.
O investimento inicial ainda é alto. Por $ 60, 000, um novo agricultor recebe um contêiner de transporte de 8'x40 ′ cheio com tudo o que ele precisa para começar a cultivar no local. “Um tablet interno controla tudo - a iluminação, o pH e a temperatura, ”Liebman diz. Em uma área menor do que a pegada de três vagas de estacionamento, uma única pessoa que trabalha oito horas por semana pode cultivar um acre de folhas verdes. Liebman diz que a “fazenda de frete” se paga em 9 a 12 meses porque o agricultor colhe produtos de alta qualidade todas as semanas, todo o ano. Após o investimento inicial, que é provavelmente menos caro do que o custo de um acre de terra, custos anuais permanecem abaixo de $ 5, 000 dólares.
‘Nós olhamos o que todo mundo fazia de errado e então corrigimos - pegamos as ferramentas e criamos um sistema que é inovador.’
“Não criamos o conceito de hidroponia, já existe há muito tempo, muito tempo. Vimos o que todos os outros fizeram de errado e depois corrigimos - pegamos as ferramentas e criamos um sistema inovador, ”Liebman diz. Luzes LED com eficiência energética e isolamento espesso mantêm os custos de eletricidade baixos (cerca de US $ 1, 500 por ano) e o sistema de água em circuito fechado significa que o tanque de água só é enchido quatro vezes por ano. A empresa planeja adicionar painéis solares a projetos futuros, usando fontes alternativas de energia para reduzir custos e aumentar a eficiência dos recursos. A tecnologia está melhorando continuamente para atender às preocupações ambientais expressas por pessoas como Brechner e Albright.
Onde Gericke falhou em trazer hidroponia para o público, A Freight Farms espera ter sucesso. O computador interno está carregado com tutoriais informativos e o fazendeiro pode bater papo por vídeo com especialistas da Freight Farms se eles tiverem algum problema.
Zach Yohannes, ele mesmo um fazendeiro, um estudante e um empresário, suspeita que a próxima geração de fazendeiros americanos será de uma nova raça - pronta para abraçar os sonhos hidropônicos de Gericke. “Eles têm o impulso, a educação e a vontade de ajudar o planeta. ” O sonho utópico de um botânico morto há muito tempo ainda está longe de se concretizar, mas algum dia, em breve, ele poderá atingir todo o seu potencial. Nenhum solo necessário.
