Centenas de pés de tomate crescem protegidos por uma grande estrutura de vidro, mas esta não é uma estufa comum. Desde os níveis de gás até a cor da luz, cada variável é monitorada por sensores que enviam informações para computadores equipados com algoritmos refinados de inteligência artificial. O resultado é uma produção até cinco vezes maior do que a de uma estufa de baixa tecnologia na América Latina.
O ecossistema de inovação de Wageningen
As plantas estão localizadas no campus da Universidade e Centro de Pesquisa de Wageningen (WUR), nos Países Baixos, um centro de renome mundial para pesquisa em produção de alimentos. A universidade fica no coração do chamado Food Valley, um complexo de centros de pesquisa que permitiu que os Países Baixos se tornassem o terceiro maior exportador de alimentos do mundo (em valor monetário) com um território de pouco mais de 41.000 km², 70 vezes menor que a Argentina.
Como isso foi possível? A BBC Mundo conversou com especialistas da Universidade de Wageningen, incluindo pesquisadores latino-americanos, sobre inovações na produção de alimentos no país, possíveis aplicações na América Latina e o grande desafio para os Países Baixos: reduzir o consumo de energia e aumentar a sustentabilidade.
Condições favoráveis e tradição de cooperação
Tanto o clima quanto a localização geográfica favorecem os Países Baixos, afirma o cientista Leo Marcelis, chefe do grupo de Horticultura e Fisiologia Vegetal da WUR. "Temos um clima razoável e água em abundância. Temos um clima marítimo; os verões não são muito quentes e os invernos não são extremamente frios", aponta. O país também tem milhões de potenciais consumidores europeus nas proximidades, além do maior porto de transbordo da Europa Ocidental para o setor agrícola, Roterdã.
Entre os principais produtos exportados estão vegetais, carne, laticínios, plantas ornamentais e flores. Os maiores mercados são Alemanha, Bélgica, França e Reino Unido. Grandes quantidades de matéria-prima também são importadas para processamento e exportação. Os Países Baixos são um dos principais exportadores mundiais de produtos de cacau, por exemplo, e o maior importador de grãos de cacau, que são processados em produtos semiacabados.
Marcelis enfatiza que a produção agrícola no país também é caracterizada por uma tradição de abertura e cooperação. "Há um aspecto muito importante que talvez nos diferencie de muitos outros países: a colaboração e a cooperação." A troca de experiências entre os agricultores é uma tradição secular, evidente nos leilões de hortaliças e flores e nas cooperativas de produtores. "Os agricultores costumam se encontrar semanalmente. Eles visitam as fazendas uns dos outros para ver as plantações e aprender uns com os outros." Essa troca é facilitada pelas curtas distâncias: em duas horas de carro, é possível cruzar o país de norte a sul.
Todo um ecossistema de inovação
Para além das condições geográficas ou das tradições, o sistema de produção de alimentos nos Países Baixos é movido por inovação constante. "Aqui temos a universidade, mas também empresas derivadas, muitas vezes fundadas por pessoas que trabalham na universidade ou por alunos que criaram suas próprias empresas e querem manter-se conectados a Wageningen", explica Marcelis. "No campus, também temos os departamentos de pesquisa de grandes empresas como Unilever ou FrieslandCampina. Você se encontra cercado por todo um ecossistema aqui."
A universidade recebe financiamento do Conselho Nacional de Pesquisa dos Países Baixos, mas muitas verbas nacionais só são obtidas em cooperação com empresas, que arcam com parte dos custos. "Isso significa que, se pesquisamos algo, precisa estar relacionado ao que as empresas consideram relevante, o que nos obriga a colaborar com elas para facilitar a transferência dos resultados para os agricultores." Projetos exigem acordos iniciais sobre transparência, confidencialidade e direitos de propriedade intelectual.
Estufas com sensores e inteligência artificial
Esse ecossistema fomentou inúmeras inovações, desde drones e escaneamento do solo para uso inteligente de fertilizantes até estufas de alta tecnologia. "Em Wageningen, desenvolveram um sistema tão eficiente que permite rendimentos de até 100 kg de tomates por metro quadrado por ano", afirma a cientista mexicana Cristina Zepeda, professora associada de fitotecnia em Wageningen. "Em uma estufa no México, sem muita tecnologia, a produção gira em torno de 20 kg por metro quadrado por ano."
O cientista brasileiro Nilson Vieira Junior, professor associado especializado em fisiologia vegetal e modelagem computadorizada de culturas, destaca que, nas estufas dos Países Baixos, "o uso da terra praticamente desapareceu". "As plantas são cultivadas em substratos, o que permite maior controle do fornecimento de nutrientes e possibilita a reutilização quase completa da água de irrigação, aumentando significativamente a eficiência do uso da água e reduzindo drasticamente o impacto ambiental." Esses sistemas permitem o controle preciso de temperatura, níveis de CO2, umidade relativa e radiação.
Cada variável, como a cor da luz, é monitorada por sensores. "Temos luzes LED de diferentes cores que permitem que as plantas produzam mais. As plantas possuem pigmentos que percebem diferentes cores, como vermelho, infravermelho e azul, e esses pigmentos sinalizam certas moléculas para iniciar a produção de diferentes compostos", explica Zepeda. "Com uma luz mais vermelha, por exemplo, a produção de pigmentos como antocianinas ou licopeno é ativada. Podemos moldar a planta para produzir os compostos que mais nos interessam."
Vieira Junior observa que uma das principais áreas de pesquisa atual é a criação de sistemas autônomos. "Esses sistemas combinam sensores que monitoram variáveis climáticas e o estado fisiológico das plantas com modelos de simulação de crescimento de culturas. Com o auxílio da inteligência artificial, esses sistemas não apenas recomendam estratégias de manejo mais eficientes, mas também controlam automaticamente o clima e a operação da estufa."
O principal gargalo: energia
Marcelis afirma que o próximo passo será abandonar as estufas e adotar fazendas verticais em ambientes fechados, completamente independentes das condições externas. Esses sistemas se tornarão mais comuns no futuro, mas exigem grandes quantidades de energia. "O consumo de energia é o principal gargalo, e é por isso que grande parte de nossa pesquisa se concentra nesse aspecto."
Para Zepeda, "o maior desafio aqui nos Países Baixos é que uma enorme quantidade de energia é usada para aquecer estufas, porque temos um clima muito frio. Então, precisamos queimar gás natural e acender luzes adicionais." A horticultura representa 10% do consumo nacional de gás do país, e o governo já declarou que não se poderá usar mais gás até 2050, tudo terá que vir de fontes renováveis.
Zepeda pesquisa atualmente como reduzir o consumo de energia fazendo com que as plantas funcionem como "baterias". A energia renovável flutua dependendo das condições do vento e da radiação solar, e o consumo de energia na estufa também pode flutuar. "As plantas crescem na natureza com noites mais frias e dias mais quentes, e conseguem suportar mudanças de temperatura e luz sem perder muita produtividade. Se houver excesso de produção de eletricidade e ela for mais barata, aquecemos a estufa. Precisamos dar à planta a oportunidade de acumular suas reservas de açúcar se o dia estiver muito ensolarado, e se previrmos que amanhã estará mais frio, podemos forçar a planta a usar esses açúcares."
IA na pecuária
Uma das inovações impulsionadas por Wageningen na pecuária é a redução das emissões de metano de animais ruminantes, como vacas e ovelhas. Esse metano, um potente gás de efeito estufa, é gerado durante a fermentação dos alimentos no trato digestivo e liberado principalmente por arrotos ou fezes. "Alguns animais produzem mais metano do que outros, e isso se deve em parte a fatores genéticos", disse o professor Roel Veerkamp, chefe do Departamento de Melhoramento Animal e Genômica da WUR. "Selecionar animais com baixas emissões em programas de melhoramento genético para a próxima geração reduzirá significativamente as emissões ao longo do tempo." Veerkamp afirma que uma redução de 25% nas emissões em 25 anos é uma meta realista.
Outra prioridade é melhorar o bem-estar animal. Veerkamp e seus colegas usam inteligência artificial para interpretar imagens e vídeos de animais. "Gravamos vídeos de galinhas e vacas em grupos, ou de vacas caminhando em frente a uma câmera. A partir dos vídeos, usamos IA para monitorar seu comportamento: o quanto se movem, se têm problemas nas patas, se descansam o suficiente. Com base nesses dados, desenvolvemos medidas para monitorar ou melhorar o bem-estar animal."
De Wageningen à América Latina
Todos os anos, pessoas de todo o mundo frequentam os cursos da escola de verão de Wageningen, incluindo o curso de estufas de alta tecnologia. As estufas nos Países Baixos exigem um investimento significativo, mas Zepeda afirma que alguns elementos dessa tecnologia podem ser aplicados em regiões como a América Latina. Um deles é a hidroponia, ou irrigação por gotejamento. "Aqui a água não é o problema, mas é na América Latina", destaca.
Outra opção é o uso de luz adicional de diferentes cores para ajudar as plantas a produzirem mais. Mas tanto Zepeda quanto Vieira concordam que as soluções devem ser adaptadas a cada contexto específico. "É importante ressaltar que não se trata de um simples processo de 'copiar e colar'", afirma Vieira. "Um exemplo claro é o controle climático em estufas. Nos Países Baixos, o principal desafio é aquecer o ambiente e fornecer luz artificial para compensar a baixa radiação solar durante o inverno. Na América Latina, especialmente nas regiões tropicais, o desafio é praticamente o oposto: reduzir as temperaturas excessivas e melhorar o aproveitamento da alta disponibilidade de radiação solar."
Uma possível tecnologia que poderia ser transferida, segundo Zepeda, é a parede úmida ou sistema de resfriamento ativo, no qual a ventilação é feita pela passagem de água fria através de mantas em uma extremidade da estufa e pela instalação de um exaustor na outra extremidade para recircular o ar frio.
Para Vieira, "o principal valor das inovações desenvolvidas em Wageningen reside não na sua replicação direta, mas na sua adaptação inteligente, que contribui para sistemas agrícolas mais eficientes, resilientes e sustentáveis na América Latina".
Na América Latina, os maiores desafios são diferentes. "Com uma população crescente, teremos que aumentar a produção de alimentos, preservando os recursos naturais e promovendo a inclusão socioeconômica de produtores com diferentes perfis, desde agricultores familiares até grandes produtores", destaca Vieira. "Um dos principais desafios será produzir de forma mais eficiente e rentável, sem a necessidade de expandir as fronteiras agrícolas para preservar a biodiversidade. Além disso, há uma crescente necessidade de promover sistemas de agricultura regenerativa que não apenas minimizem os impactos ambientais, mas também contribuam para a recuperação de áreas degradadas."
Zepeda destaca que, enquanto no passado o foco era produzir calorias suficientes, agora a questão é: como garantir que todos tenham os nutrientes necessários? Com as mudanças climáticas e as secas, é muito mais difícil produzir em campo aberto. "Estamos ficando sem água e solo, e há muitos eventos climáticos extremos." A produção intensiva nos Países Baixos pode indicar um caminho a seguir. "Vejo que a horticultura tem um valor imenso", diz Zepeda. "Porque com uma estufa você pode produzir mais em uma área menor e proteger suas plantações. O desafio, claro, é como adaptar a tecnologia à situação em cada parte do mundo."
