Quantitative review of environmental life cycle assessments of vertical farms – aligning reported impacts, and energy outlook for 2050
Este estudo apresenta a primeira revisão quantitativa de avaliações de ciclo de vida ambiental para fazendas verticais de produção de alface, revelando que as amplas variações nos impactos relatados decorrem de inconsistências na reportagem de dados e nos limites do sistema, ao mesmo tempo em que demonstra que a harmonização dessas avaliações e a transição para redes elétricas descarbonizadas até 2050 poderia reduzir os impactos ambientais em 30–70%.
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Na busca por alimentar uma população crescente ao mesmo tempo em que se protege o planeta, um novo tipo de agricultura surgiu das sombras de armazéns e contêineres de transporte. Estas são as fazendas verticais, instalações internas onde culturas como a alface crescem em camadas empilhadas sob luzes elétricas, longe do sol e do solo dos campos tradicionais. A promessa é atraente: esses sistemas podem produzir alimentos o ano todo, usar muito menos água do que os campos abertos e trazer produtos frescos diretamente para os centros urbanos. No entanto, o maquinário necessário para manter essas plantas vivas — luzes, ventiladores e controle climático — funciona quase inteiramente com eletricidade. Isso cria uma tensão central no debate sobre sua sustentabilidade: embora economizem água e terra, será que consomem tanta energia que sua pegada de carbono anula os benefícios? Para responder a isso, os cientistas recorrem a um método chamado avaliação de ciclo de vida, uma ferramenta de contabilidade abrangente que rastreia cada impacto ambiental de um produto, desde a mineração de matérias-primas para a construção da fazenda até o descarte de resíduos após o consumo do alimento. Sem uma forma padronizada de comparar esses sistemas complexos, o público e os formuladores de políticas foram deixados com uma mistura confusa de alegações, algumas exaltando emissões quase nulas e outras alertando para custos energéticos massivos.
Uma equipe de pesquisadores partiu para eliminar essa confusão, reunindo e reexaminando onze estudos existentes sobre fazendas verticais que cultivam alface. Em vez de aceitar os resultados desses estudos pelo seu valor de face, a equipe atuou como auditora, pegando os dados brutos de cada instalação e recalculando os impactos ambientais usando um conjunto de regras único e consistente. Eles padronizaram como mediam o tamanho das fazendas, a quantidade de água usada e, mais criticamente, a fonte da eletricidade que alimenta as luzes e os ventiladores. Ao fazer isso, puderam ver como a mesma fazenda se comportaria se fosse alimentada pela rede elétrica atual dos Países Baixos, ou se fosse alimentada por uma rede futura em 2050, que dependa fortemente de energia eólica e solar. Essa abordagem permitiu que separassem o desempenho da própria tecnologia agrícola da mistura de energia específica do país onde a fazenda estava localizada.
A investigação revelou que o desempenho dessas fazendas varia drasticamente dependendo de como são operadas e onde são construídas. As fazendas no estudo produziram entre 7 e 97 quilogramas de alface por metro quadrado de área de cultivo a cada ano, com uma fazenda típica rendendo cerca de 62 quilogramas. Para produzir essa quantidade, as fazendas usaram entre 10 e 39 quilowatts-hora de eletricidade por quilograma de alface, sendo o valor mediano de 18 quilowatts-hora. O uso de água foi igualmente inconsistente, variando de 1,4 a 52 litros por quilograma, embora uma fazenda típica tenha usado cerca de 15 litros. Os pesquisadores descobriram que essas amplas diferenças não se deviam apenas à tecnologia, mas também à forma como os dados eram relatados nos estudos originais. Alguns estudos não esclareceram se estavam medindo a área total de piso do edifício ou apenas a área coberta pelas plantas, enquanto outros omitiram detalhes sobre a limpeza da água ou a vida útil dos equipamentos. Essas lacunas dificultavam a comparação de uma fazenda com outra até que os pesquisadores harmonizassem os dados.
Quando a equipe recalculou as emissões de carbono para todas as onze fazendas usando a mesma fonte de eletricidade — a rede holandesa de 2020 — os resultados tornaram-se muito mais claros. As emissões variaram de 4,8 a 16 quilogramas de dióxido de carbono equivalente por quilograma de alface, com uma mediana de 7,6 quilogramas. Essa descoberta destacou que a escolha da fonte de energia é o maior fator determinante do impacto ambiental de uma fazenda vertical. Quando os pesquisadores observaram o que aconteceria se essas fazendas fossem alimentadas por diferentes tipos de eletricidade, as diferenças foram gritantes. Fazendas alimentadas por carvão geraram as emissões mais altas, enquanto aquelas alimentadas por energia nuclear ou eólica produziram as mais baixas. De fato, a diferença nas emissões entre uma fazenda alimentada por carvão e uma alimentada por energia nuclear foi tão grande que poderia ser um fator de mais de cem para algumas instalações específicas. Isso confirmou que uma fazenda vertical não é inerentemente "boa" ou "má" para o clima; seu impacto depende quase inteiramente da limpeza da rede elétrica na qual ela se conecta.
Olhando para o futuro, os pesquisadores modelaram o que aconteceria se grandes países como China, Países Baixos e Estados Unidos atingissem seus objetivos ambiciosos de descarbonização de suas redes elétricas até 2050. As projeções foram otimistas. Se essas fazendas fossem alimentadas pelas redes mais limpas de 2050, seus impactos nas mudanças climáticas poderiam cair entre 30 e 70 por cento em relação aos níveis de 2020. A demanda cumulativa de energia e o uso da terra também diminuiriam significativamente. No entanto, o estudo também descobriu uma compensação oculta. À medida que o mundo se afasta dos combustíveis fósseis em direção às energias renováveis, a demanda por minerais e metais necessários para construir turbinas eólicas, painéis solares e baterias aumenta dramaticamente. Os pesquisadores estimaram que essa mudança levaria a um aumento de mais de 200 por cento no uso de minerais e metais. Isso sugere que, embora os benefícios para o ar e o clima da agricultura vertical possam melhorar massivamente em um mundo descarbonizado, a pressão sobre os recursos minerais da Terra se intensificará.
O estudo conclui que a agricultura vertical possui um potencial significativo, mas apenas se a indústria melhorar a forma como relata seus dados e se as redes de energia que a alimentam continuarem a se tornar mais limpas. Os pesquisadores enfatizaram que, para que essas fazendas sejam verdadeiramente sustentáveis, elas precisam ser mais eficientes. A fazenda com melhor desempenho em sua revisão usou 10 quilowatts-hora por quilograma, mas modelos teóricos sugerem que, com melhor tecnologia e gestão, isso poderia eventualmente cair para tão baixo quanto 3,3 quilowatts-hora. Até lá, o veredito ambiental sobre a agricultura vertical permanece uma questão de contexto. Uma fazenda vertical em um país com uma rede baseada em carvão pode ter uma pegada de carbono maior do que uma estufa tradicional, mas a mesma fazenda em um país com uma rede baseada em vento pode ser uma solução climática. O caminho a seguir exige não apenas melhor tecnologia agrícola, mas também um compromisso global com uma eletricidade mais limpa e um relato mais transparente das empresas que constroem essas fazendas internas.
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