Número 20
“Experimentamos con tecnologías fotovoltaicas en los invernaderos”

Carlos Alberto Toledo Arias es contratado posdoctoral de la Fundación Séneca y aunque en estos momentos, debido a la situación que atravesamos, está en Cartagena, ya ha comenzado su investigación con la Italian National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development (ENEA) en  busca de una alternativa para disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero en el sector agroalimentario.

 

F.S ¿En qué consiste su investigación?

C.A. Se trata de explorar el potencial que tienen diferentes tecnologías fotovoltaicas para ser implementadas en invernaderos. Estamos experimentando con tecnologías que modifican el espectro solar de diferentes maneras para medir, tanto el rendimiento fotovoltaico, como la respuesta de diferentes tipos de cultivos en condiciones reales de trabajo y en diferentes temporadas. Trabajaremos a diferentes escalas: un pequeño invernadero de unos 15 m2 para luego pasar a una escala comercial de aproximadamente 100 m2. Contamos con un desafío adicional, ya que el sitio previsto para la instalación de los invernaderos es un lugar histórico y emblemático: el Jardín Botánico de Portici, un jardín histórico que data del siglo XVIII, lo que supone un reto desde el punto de vista de la integración paisajística, la percepción estética y, por tanto, de la aceptación social.

F.S. ¿Qué importancia tiene el uso de las energías renovables en el sector agrícola?

C.A. Las energías renovables son una herramienta clave que permiten cubrir el constante aumento de la demanda energética rompiendo la relación entre crecimiento económico y emisiones de CO2. Sin embargo, se crea un conflicto por el uso del suelo que puede perjudicar a la agricultura. Como solución a este problema, el doble uso del terreno para producción agrícola y de electricidad mediante paneles solares fotovoltaicos puede generar grandes beneficios. Hay estudios que demuestran que, usando paneles opacos, elevándolos unos 4 metros sobre el nivel del suelo y distanciando las ristras para permitir que las plantas reciban mayor cantidad de radiación solar a lo largo del día, no afecta significativamente a la producción o la calidad de ciertos cultivos. Además, en zonas con alta radiación solar (como es el caso de nuestra Región), se conserva mejor la humedad del suelo, disminuyendo requerimientos de riego. Gracias a las características que tiene la energía solar fotovoltaica (modularidad, bajo coste, una apreciable vida útil y constantes mejoras en eficiencia), el número de soluciones para implementar paneles solares ha ido en aumento en la ultima década, vemos claros ejemplos en los paneles integrados arquitectónicamente en edificios o flotando sobre balsas de riego. Todos estos usos tienen un gran potencial y representan la visión estratégica del futuro hacia fuentes de energía renovables.

F.S. ¿Qué le motivó a elegir el centro de investigación en Nápoles?

C.A. Durante mi etapa doctoral tuve la oportunidad de asistir al EU-PVSEC, el congreso más importante a nivel europeo en lo referente al campo de la energía solar fotovoltaica y uno de los más destacados a nivel mundial. En este congreso se organizan sesiones paralelas en diferentes campos dentro del sector. Uno de ellos, organizado por la Agencia Nacional de Nuevas Tecnologías, Energía y Desarrollo Económico Sostenible de Italia (ENEA), me llamó mucho la atención ya que trata de aplicaciones como las que mencioné anteriormente: integración en edificios (más conocida por sus siglas en inglés BIPV, Building Integrated Photovoltaics), en balsas de riego (floating PV) o en agricultura (agrophotovoltaics o agrivoltaics). Durante mi tesis trabajé en sistemas BIPV, pero el caso de los sistemas agrivoltaicos me pareció muy curioso, y además algo con gran potencial que puede traer grandes beneficios a nuestra Región. El grupo organizador del evento es un grupo muy destacado que participa activamente en grupos de trabajo de la Agencia Internacional de la Energía y forma parte de redes de investigación europeas (redes COST actions). Aunque es un campo donde apenas se está empezando a investigar, países como Francia, Alemania e Italia están a la cabeza de Europa. Así que la elección no fue difícil, son un centro de referencia en este sector.

F.S. En el sur de Italia ya se aplican los resultados de estas investigaciones.  ¿Hay algún paralelismo con los invernaderos del sur de España?

C.A. En España se han llevado acabo algunos proyectos piloto en Almería aplicando diferentes configuraciones de paneles opacos en invernaderos de tipo raspa y amagado. Se ha descubierto que las sombras generadas por los paneles solares (con un factor de aproximadamente del 10%) no disminuye significativamente a la producción de tomates. En Italia, sin embargo, han optado por sistemas en campo abierto elevados a ras de suelo con un sistema de seguimiento a doble eje, esto permite que los cultivos reciban mayor cantidad de radiación solar a lo largo del día, a la vez que se optimiza la generación de electricidad. En ambos casos, se trata de paneles opacos y cómo afecta su sombra a los cultivos. El siguiente nivel es lograr una completa integración usando dispositivos donde la luz incidente pueda filtrarse de manera que deje pasar el espectro que necesita la planta para la fotosíntesis, y aprovechar el resto para generar electricidad.

F.S. ¿De qué manera ha afectado a su investigación el Covid? Sabemos que ha tenido que rehacer el plan de trabajo.

C.A. Desafortunadamente la pandemia ha afectado a muchos ámbitos de nuestras vidas. Respecto al proyecto, nuestro plan de trabajo contemplaba que el primer trimestre se iba a dedicar a un análisis profundo del estado del arte y, en paralelo, trabajaríamos en el diseño de los invernaderos. Esto último supone una continua coordinación con los demás miembros del proyecto: la universidad de Napoles Federico II, la universidad de Udine, empresas fabricantes como SunAge (Suiza), Insolight (Suiza), entre otras. Pudimos terminar el estado del arte y estamos elaborando un artículo con las conclusiones obtenidas; pero las restricciones de acceso a nuestros centros de investigación, limitaron la construcción del sistema experimental. El proyecto contempla un periodo muy corto, apenas dos años, y el retrasar la construcción de los invernaderos supone menos tiempo de monitorización de datos, por lo que estamos adaptando el diseño para medir conjuntamente diferentes dispositivos al mismo tiempo. Afortunadamente, hemos podido adaptarnos a estos imprevistos y creemos que este pequeño retraso no supondrá ningún problema a la hora de analizar resultados y obtener conclusiones.

 F.S. ¿Qué resultados esperan obtener de esta investigación?

C.A. De los muchos desafíos que presenta cualquier investigación, uno de ellos es llegar a entender y dar forma a un proyecto para que alcance el nivel de mercado. En nuestro caso, lo que buscamos es desarrollar enfoques y métodos interdisciplinarios para encontrar el rendimiento óptimo entre fotovoltaica y fotosíntesis