Cinco tecnologias que ajudarão a tornar o sistema alimentar neutro em carbono

Desafio global de alimentar a crescente população enquanto enfrenta mudanças climáticas pode ser facilitada por ferramentas já em desenvolvimento, como fazendas de carbono e agricultura regenerativa, fertilizantes inteligentes, fermentação de precisão, agricultura vertical e biogás

Por Rene Van Acker, Evan Fraser e Lenore Newman*

Globalmente, cerca de um terço de todas as emissões de gases de efeito estufa vêm da agricultura e dos sistemas alimentares. A pegada de carbono dos sistemas alimentares inclui todas as emissões de seu cultivo, processamento, transporte e resíduos.

A agricultura também é vulnerável aos efeitos das mudanças climáticas e, como demonstra o conflito na Ucrânia, os sistemas alimentares podem ser expostos à geopolítica.

Várias tecnologias que podem ajudar a descarbonizar os complexos sistemas que ligam produtores e consumidores já estão disponíveis. Essas tecnologias também podem tornar nossos sistemas alimentares muito mais resilientes às ameaças globais. 

Aqui estão cinco que achamos que mostram um tremendo potencial.

1. Fazendas de carbono e agricultura regenerativa

Hoje, a maior parte das emissões de gases de efeito estufa ligadas aos nossos alimentos vem da produção dos alimentos e são emitidas quando os solos são arados. Isso é importante, pois solos não perturbados armazenam carbono.

Mas, com algumas mudanças relativamente pequenas no manejo, os solos podem novamente se tornar sugadores de carbono. Por exemplo, plantar leguminosas e forrageiras a cada poucos anos, em vez de apenas cultivar commodities como trigo ou milho, ou semear uma cultura de cobertura no outono, quando os campos estariam vazios, permite que a matéria orgânica se acumule e ajude o solo a absorver carbono. Isso não apenas ajuda a retardar as mudanças climáticas, mas também protege os solos da erosão.

A ideia de que os agricultores podem simplesmente usar mais tipos de culturas pode não parecer tecnologicamente sofisticada, mas funciona. E uma nova geração de ferramentas agrícolas inteligentes, que inclui equipamentos agrícolas que usam big data e inteligência artificial, em breve ajudarão os agricultores a adotar essas práticas que produzem alimentos e retêm carbono.

Essas ferramentas agrícolas inteligentes fazem parte de uma revolução agrícola digital mais ampla, também conhecida como agricultura de precisão, que permitirá que os agricultores reduzam seu impacto ambiental e acompanhem a quantidade de gases de efeito estufa que seus campos estão capturando, criando um registro de carbono que documenta seus esforços.

2. Fertilizantes inteligentes

Tradicionalmente, são necessários muitos combustíveis fósseis para transformar o nitrogênio do ar em fertilizante. Além disso, é um desafio para os agricultores colocar exatamente a quantidade certa de fertilizante no lugar certo, na hora certa, para que as plantações o usem com eficiência.

Os fertilizantes são frequentemente aplicados em excesso, e não utilizados pelas plantações, terminando como poluição, seja como gases de efeito estufa ou contaminantes da água. Mas uma nova geração de fertilizantes visa corrigir esses problemas.

Biofertilizantes inteligentes, usam microrganismos criados ou projetados para viver em harmonia com as culturas e capturar nutrientes do meio ambiente, fornecendo-os às plantações sem desperdício.

3. Fermentação de precisão

Os seres humanos têm usado microrganismos para transformar açúcares e amidos em produtos fermentados, como cerveja, vinho e pão, desde o início da história. Mas em pouco tempo, a fermentação de precisão será usada para produzir muitos outros produtos.

Durante décadas, essa tecnologia foi usada para criar a maior parte da insulina do mundo e a enzima coalho usada na fabricação de queijos. Os Estados Unidos recentemente permitiram que proteínas lácteas fermentadas sem animais –feitas pela inserção de genes produtores de leite em micróbios– fossem usadas em sorvetes, que agora estão disponíveis para venda. É apenas uma questão de tempo até que os produtos da fermentação de precisão se tornem comuns nos supermercados em todos os lugares.

No futuro, se microrganismos de fermentação forem alimentados com produtos residuais (como sobras de “grãos gastos” da fabricação de cerveja ou amido residual de proteínas à base de plantas), os agricultores poderão criar produtos de baixo impacto e alto valor a partir de material orgânico que, caso contrário, seria desperdiçado e se decomporia em gases de efeito estufa.

4. Agricultura vertical

Embora nada supere frutas e vegetais frescos, colhidos maduros e consumidos imediatamente, a triste realidade é que a maioria dos produtos frescos consumidos no Canadá, norte dos Estados Unidos e norte da Europa vem de fazendas industriais no sudoeste dos Estados Unidos ou no hemisfério sul. A pegada de carbono dessa cadeia de frio de longa distância é grande, e a qualidade do produto nem sempre é a melhor.

Uma nova geração de fazendas verticais pretende mudar isso usando luzes LED energeticamente eficientes para produzir colheitas durante todo o ano perto de casa. Essas instalações agrícolas de ambiente controlado usam menos água e mão de obra do que as fazendas convencionais e produzem grandes quantidades de frutas e vegetais frescos em pequenos pedaços de terra.

Além disso, essas instalações estão surgindo em toda a América do Norte e Europa, mas especialmente em Singapura e Japão. Embora ainda haja um debate considerável sobre se a geração atual de fazendas verticais é melhor em termos de uso de energia, elas estão cada vez mais preparadas para usar energia renovável para garantir um fornecimento de produtos frescos neutros em carbono durante todo o ano, mesmo no norte do Canadá.

5. Biogás

O esterco de instalações pecuárias é um desafio a ser gerenciado, pois pode se tornar uma fonte de poluição da água e emissões de gases de efeito estufa. No entanto, se o esterco do gado for colocado em um digestor anaeróbico, é possível capturar o metano natural como um gás natural verde.

Devidamente planejados, os digestores de biogás também podem transformar resíduos orgânicos municipais em energia renovável, dando assim à agricultura a oportunidade de contribuir para um portfólio de energia sustentável. Isso já está acontecendo em fazendas em Ontário, onde uma nova geração de digestores de biogás está ajudando a aumentar a renda das fazendas e substituir os combustíveis fósseis.

Levando a mudança nos sistemas

Essas tecnologias se tornam muito mais interessantes quando estão vinculadas umas à outras. Por exemplo, coletores de biogás ligados a fazendas de gado podem ser usados ​​para criar a energia necessária para operar instalações de fermentação que produzem produtos lácteos sem usar animais.

Da mesma forma, se as proteínas à base de plantas, como aquelas provenientes de leguminosas como ervilhas, são produzidas em fazendas usando técnicas agrícolas regenerativas e processadas localmente, os amidos restantes podem ser usados ​​para fermentação de precisão. Embora não saibamos se esse processo está sendo feito em escala, seu potencial benefício de sustentabilidade é enorme.

A chave para desbloquear esses benefícios é desenvolver negócios agroalimentares que sejam sistemas alimentares circulares, para que os produtos residuais de uma etapa se tornem insumos valiosos em outra. Uma adição crítica aos sistemas alimentares circulares será o rastreamento de carbono do campo à mesa, onde os benefícios são recompensados.

As tecnologias para alcançar uma economia alimentar circular e neutra em carbono estão se aproximando rapidamente da maturidade. Provavelmente levará apenas alguns anos até que as cinco tecnologias descritas acima se tornem populares.

Hoje, o mundo enfrenta um dos maiores desafios do século: como alimentar nutritivamente a crescente população mundial, enfrentar as mudanças climáticas e não destruir os ecossistemas dos quais todos dependemos para a vida? Mas estamos prestes a ter as ferramentas para alimentar o futuro e proteger o planeta.

*Rene Van Acker é professor e reitor na Ontario Agricultural College, University of Guelph

Evan Fraser é diretor do Arrell Food Institute e professor no departamento de geografia, ambiente e geomática na University of Guelph

Lenore Newman é diretora de pesquisa em segurança alimentar e ambiente no Canadá pela University of The Fraser Valley

Este texto é uma republicação do site The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original, em inglês.

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