Acronym: SBG4Food&Energy

Description: A necessidade urgente de ultrapassar a dependência dos combustíveis fósseis e de adotar tecnologias neutras em termos de carbono e sistemas agrícolas inteligentes, juntamente com a crescente procura de alimentos, em particular de produtos hortícolas, em áreas com restrições de espaço, foram a principal motivação para o projeto SBG4Food&Energy. O presente projeto aborda as questões específicas da agricultura inteligente e da monitorização de parâmetros ambientais utilizando soluções baseadas na natureza e está em consonância com a ambição da política de investigação e inovação da UE em posicionar a UE como líder na inovação com a natureza para alcançar sociedades mais sustentáveis e resilientes.
A equipa do projeto está consciente de que os recursos de água doce para a agricultura são limitados e o aumento contínuo da salinidade do solo em todo o mundo exigem uma aposta no desenvolvimento de culturas sustentáveis e de elevado valor nutricional que sejam capazes de tolerar concentrações de sal mais elevadas do que as culturas agrícolas convencionais (Yensen, 2006; Glenn et al, 1999). Para expandir as possibilidades de produção controlada de plantas sem utilizar terra, nem água doce, as halófitas têm sido cultivadas em sistemas flutuantes no mar (Radulovich et al., 2017); a agricultura de leito flutuante está a emergir como uma solução resiliente para a produção de alimentos, mas também para fortalecer as economias locais e reunir as comunidades, dois aspetos fundamentais para a recuperação e resiliência das comunidades e territórios. Nos últimos anos, tem-se registado um interesse crescente no cultivo da Salicornia e na sua exploração como cultura sustentável. A produção de óleo de semente comestível com elevado teor de sal e o rico conteúdo em compostos bioactivos fazem da Salicornia um dos candidatos com mais potencial para utilização futura em diferentes domínios, como a alimentação, a farmácia, a bioenergia e a ecologia. Atualmente, existem muitas publicações sobre plantas com um elevado valor económico, mas poucas estão relacionadas com as aplicações de plantas altamente tolerantes ao sal como uma fonte importante para os sectores alimentar, farmacêutico, bioenergético e ecológico.
Em simultâneo, a Célula de Combustível Microbiana com Planta (PMFC) está a emergir como uma tecnologia promissora que pode satisfazer as crescentes necessidades energéticas a nível mundial. O conceito básico subjacente às PMFC consiste em gerar eletricidade a partir de plantas vivas através da decomposição da matéria orgânica por elas produzida (como parte da fotossíntese) no solo, por bactérias. A PMFC pode gerar eletricidade continuamente sem interferir com o crescimento das plantas e a produção de alimentos, e produzir assim energia estável para a biossensorização.
As halófitas têm sido utilizadas em sistemas PMFC e uma salinidade elevada é geralmente considerada benéfica para a produção de energia, porque o aumento da condutividade diminui a resistência interna do sistema (Lefebvre et al, 2012). Dada a tolerância ao sal e o habitat da Salicornia, esta afigura-se como uma candidata promissora para aplicações semelhantes, sendo necessária mais investigação para explorar o seu potencial específico na produção de bioeletricidade em PMFCs.
De facto, as plantas vivas podem ser utilizadas para a produção sustentável de energia a partir de células de combustível microbianas mediadas por plantas para aplicações IoT auto-alimentadas, respondendo assim às necessidades das futuras aplicações de agricultura inteligente, fornecendo um sistema de monitorização discreto e neutro em termos energéticos para alcançar uma agricultura inteligente autónoma consistente. Neste contexto,
o principal objetivo do projeto proposto é otimizar a produção de eletricidade em Células de Combustível Microbianas com Plantas utilizando uma cultura tolerante ao sal e água do mar para irrigação, e colher a energia produzida para aplicações de agricultura inteligente IoT de baixa potência.
Com este projeto, esperam-se os seguintes resultados em termos de impacto na sociedade:
(i) promover sistemas agrícolas inteligentes, que possam ser apoiados em infraestruturas Smart Blue Green para produção de alimentos e energia (SBG4Food&Energy) como uma solução resiliente para a produção local de alimentos, especialmente em locais onde há pouca ou nenhuma terra arável, mas também para fortalecer as economias locais e aproximar as comunidades, dois aspetos fundamentais para a recuperação e resiliência
das comunidades e territórios; (ii) aprofundar a investigação sobre PMFC, para que as PMFC possam tornar-se fontes alternativas de energia renovável, a fim de reduzir a escassez de energia e as questões ambientais associadas; (iii) prosseguir a investigação sobre a conceção e otimização de sensores IoT de baixa potência alimentados por um sistema de produção e colheita de energia baseado em PMFC.

Reference: 2024.18222.PEX

IPVC Budget: 49916.9 €

proMetheus PI: Ana Cristina Rodrigues