Imagem: LPGas Magazine
Com o vaporizador de solo, o propano é utilizado para alimentar o motor e gerar o vapor que é injetado no solo para controlar pragas. (Foto de Bruce Aoki, Wildwood Productions)
Um projeto para construir equipamentos movidos a propano que utilizam vapor para controlar patógenos e ervas daninhas no solo, como alternativa à maioria dos fumigantes, avançou graças a uma parceria entre o Conselho de Educação e Pesquisa do Propano (PERC) e a Universidade da Califórnia, Davis (UC Davis).
Inicialmente desenvolvido na Califórnia para proteger culturas contra ervas daninhas e doenças, o equipamento movido a propano injeta vapor suficientemente quente para controlar nematoides, sementes de ervas daninhas e patógenos. O projeto evoluiu ao longo da última década e meia – de alguns protótipos que testaram combustíveis à base de propano e diesel, até uma unidade personalizável que hoje funciona exclusivamente com propano e está disponível comercialmente.
A revista LP Gas conversou com Steve Fennimore, professor de extensão cooperativa do Departamento de Ciências Vegetais da UC Davis, e Michael Newland, diretor de desenvolvimento de negócios agrícolas do PERC, para saber como o trabalho no equipamento progrediu, como a parceria evoluiu e quais os próximos passos para o lançamento da tecnologia.
A tecnologia
O equipamento faz parte de uma unidade chamada “vaporizador de solo” pelo PERC e outros stakeholders. O vaporizador já foi testado e operado em diversas culturas, existindo atualmente duas versões da unidade: uma para cenouras e alfaces e outra para morangos.
A unidade controlada remotamente, acionada hidraulicamente por um motor Kubota movido a propano, percorre canteiros elevados e injeta vapor no solo antes do plantio das culturas. A unidade consiste em uma estrutura de aço com estacas perfuradas, que injetam vapor nos centímetros superiores do solo em intervalos cuidadosamente planejados (a profundidade de injeção varia conforme a profundidade das raízes da cultura – cenouras e alfaces, por exemplo, são culturas de raízes relativamente rasas). Um gerador de vapor movido a propano aquece a água e produz o vapor.
A injeção de vapor aquecido a uma temperatura crítica de 160 graus Fahrenheit no solo, durante 15 a 20 minutos na maioria das culturas, controla mais de 90% das pragas-alvo, afirma Fennimore.
“Isso reduz a carga de pragas no solo, e as ervas daninhas não emergem ou emergem muito reduzidas”, explica Fennimore.
O vaporizador de solo foi projetado, em parte, para atender à demanda do crescente setor da agricultura orgânica, segundo Fennimore. O PERC também destaca que a tecnologia pode permitir que grandes fazendas comerciais adotem facilmente o método.
O papel fundamental do propano
Considerando a quantidade significativa de propano necessária para operar o vaporizador – variando de aproximadamente 160 galões por acre para culturas de alface a cerca de 1.200 galões por acre para morangos –, a tecnologia representa uma grande oportunidade de negócios para a indústria do GLP. O consumo de propano varia conforme o volume e a profundidade do solo que precisa ser aquecido para cada cultura. Como cenouras e alfaces têm raízes mais rasas, o vapor precisa ser injetado a profundidades menores do que para morangos.
Além disso, o mercado agrícola já é um cliente tradicional da indústria, com mais de 800 mil fazendas nos Estados Unidos usando o combustível para secagem de grãos e culturas, aquecimento de instalações para criação de animais ou produção em estufas, aquecimento de água para diversas aplicações, geração de energia, motores de irrigação e controle de ervas daninhas, conforme destaca Newland.
Redução de custos e melhoria da saúde das plantas
Utilizar propano em vez de diesel, que é mais caro, gera uma economia operacional significativa.
A adoção do vaporizador pode não apenas mitigar os efeitos da escassez de mão de obra na agricultura, como também ajudar os agricultores a reduzirem os custos com capina. Produtores orgânicos de cenoura com quem Fennimore conversou apontaram os altos custos da capina manual como um desafio para seus negócios.
“Acreditamos que o impacto econômico líquido na fazenda é bastante positivo”, afirma Newland. “Estamos comprovando isso diariamente com testes na Califórnia.”
O método de vapor também apresenta evidências de que gera plantas mais saudáveis. Quando o primeiro protótipo foi testado em amora-preta e framboesa orgânicas, as plantas tratadas com vapor apresentaram 45 cm a mais de altura do que as demais.
“Isso, claro, chamou a atenção de todos”, relembra Fennimore.
Além disso, o tratamento a vapor serve como alternativa a alguns pesticidas, que podem ser caros e representar riscos à saúde humana.
O papel do propano no avanço do vaporizador é ainda mais relevante na Califórnia do que em outros estados, em parte devido às regras mais rigorosas sobre qualidade do ar e uso de pesticidas. Com apenas 4% das emissões de óxidos de nitrogênio em comparação ao diesel e sem gerar fuligem, o propano é uma opção de combustível mais limpa.
“Quando estou ligando a máquina e levando-a para fora de um galpão, a diferença é enorme”, comenta Fennimore.
Como a Califórnia lidera as regulamentações sobre qualidade do ar, Newland aponta que a indústria do propano tem a oportunidade de estar na vanguarda dessas regulamentações ao impulsionar essa tecnologia agrícola.
“Precisamos ser bons vizinhos. [Pode haver] uma casa bem ao lado de um campo de alface ou morangos”, explica Newland. “É preciso estar muito atento ao que se está usando nesses campos e ao impacto sobre os moradores.”
Parceria com o PERC
O PERC tem desempenhado um papel cada vez mais ativo na pesquisa e desenvolvimento do vaporizador de solo ao longo dos anos.
Em 2011, Fennimore projetou máquinas de prova de conceito e conduziu pesquisas sobre fatores como a quantidade de vapor necessária para aquecer o solo até a temperatura capaz de destruir pragas e sementes de ervas daninhas, além de construir o primeiro protótipo, que já era movido a propano. Curiosamente, uma dessas unidades iniciais foi testada em plantações de morango.
Embora o PERC não desempenhasse um papel ativo no projeto naquela época, anos antes a pesquisa, os testes e as demonstrações da tecnologia haviam recebido financiamento parcial do PERC e foram desenvolvidos pela equipe da UC Davis. (Segundo Newland, o PERC aparentemente concedeu sua primeira bolsa para o projeto a vapor, no valor de US$ 29.100, em março de 2008.)
Após vários anos e protótipos, em 2017 o projeto, que incluía um gerador movido a propano, recebeu financiamento federal. No entanto, uma segunda versão, testada por Fennimore em 2021 e 2022, utilizava um gerador de vapor emprestado da França, alimentado a diesel.
Fennimore desejava retornar ao uso do propano. Assim, apresentou uma proposta ao PERC para ajudar a financiar a construção da unidade atual, equipada com um gerador de vapor alimentado por propano. O PERC decidiu financiar o projeto do vaporizador de solo porque ele contribui para resolver uma questão única: substituir produtos químicos prejudiciais utilizados na produção de alimentos, explica Newland.
O PERC concedeu uma bolsa de US$ 673.250 para apoiar o desenvolvimento contínuo da tecnologia de vapor em dezembro de 2022, como parte de sua parceria no projeto. Esses recursos ajudam a empresa de Fennimore a construir uma versão do vaporizador capaz de operar em escala comercial, afirma Newland. Para um projeto dessa dimensão, é necessário obter componentes de diferentes partes do mundo e contar com sugestões sobre características que facilitem o uso da máquina na fazenda.
“Foi necessário muitas horas de engenharia para fazer tudo funcionar”, acrescenta.
Fennimore e sua equipe construíram a unidade mais recente financiada pelo PERC no final de 2023 e a colocaram em operação no início de 2024. O equipamento foi apresentado no Arizona, em parceria com a Universidade do Arizona, em Yuma, e desde então tem sido demonstrado e utilizado em culturas de cenoura, alface e outros vegetais.
Após o sucesso da segunda versão, a equipe iniciou a construção de um vaporizador movido a propano especificamente para morangos. Essa unidade está atualmente em construção, com previsão de conclusão até a temporada de tratamento de morangos em setembro de 2025.
Vale destacar que os benefícios da tecnologia não se limitam à agricultura no sudoeste dos EUA. O vaporizador de solo também pode beneficiar culturas como morangos em outras regiões, especialmente no sudeste do país.
Próximos passos
O PERC continua investindo esforços na divulgação do vaporizador, tanto por meio de comunicação digital quanto em feiras do setor, mesmo diante do desafio logístico de transportar o equipamento para demonstrações.
“É um equipamento grande. Toda vez que você o move, precisa colocá-lo em um caminhão”, comenta Newland. “Faremos o que for possível para ajudar o Dr. Fennimore a divulgar essa solução.”
Para levar o vaporizador a mais culturas, Fennimore e seu parceiro de negócios planejam buscar recursos para continuar ampliando a escala da tecnologia e avançar rumo à comercialização completa.
Fennimore afirma que pretende se aposentar em breve da UC Davis para se dedicar integralmente ao projeto.
“Vamos levar isso o mais longe que conseguirmos.”
Fonte: LPGas Magazine