Estudio multianual del maíz bajo un sistema agrivoltaico elevable con seguimiento y modelización simplificada del rendimiento

Cultivar alimentos y cosechar luz solar juntos

La tierra agrícola afronta una doble demanda: debe alimentar a una población en crecimiento y, al mismo tiempo, acoger los paneles solares que alimentan nuestros hogares, coches e industrias. Este estudio explora si uno de los cultivos más importantes del mundo—el maíz—puede crecer bien bajo paneles solares elevados, permitiendo a los agricultores obtener ingresos tanto por el grano como por la electricidad en la misma parcela.

Por qué la agricultura y la energía solar compiten por el espacio

A medida que la población mundial aumenta y el clima se calienta, los agricultores sufren la presión de olas de calor más frecuentes, estaciones cambiantes y precipitaciones inciertas. Al mismo tiempo, las sociedades se apresuran a instalar más energía limpia, especialmente solar, para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Las tierras agrícolas planas y abiertas suelen ser el lugar más práctico para grandes instalaciones solares, pero cubrir los campos completamente con paneles reduciría el área disponible para los cultivos. Los sistemas agrivoltaicos ofrecen un compromiso: paneles solares elevados lo suficiente para que los cultivos o el ganado puedan prosperar debajo, compartiendo la misma tierra con dos fines.

Probar el maíz bajo sombra móvil

Los investigadores llevaron a cabo un experimento multianual en una granja experimental en Indiana, en el corazón del "cinturón del maíz" de EE. UU. Instalaron paneles solares altos con seguimiento de un eje sobre partes de un campo de maíz. Algunas zonas estaban directamente bajo filas sólidas de paneles, otras bajo un patrón ajedrezado que dejaba pasar más sol, y el resto del campo sirvió como control sin sombra. Los paneles crearon un mosaico cambiante de luz y sombra durante el día, que variaba según el movimiento del sol y el crecimiento de las plantas. Durante cuatro estaciones de cultivo, el equipo registró cuidadosamente el desarrollo de las plantas, la altura, el rendimiento de grano y datos detallados de clima y humedad del suelo.

Cómo la sombra cambió el crecimiento y el rendimiento

El maíz bajo los paneles maduró un poco más tarde que el maíz sin sombra, normalmente entre uno y tres días. Las plantas en las zonas sombreadas eran algo más bajas—por unos pocos centímetros de media—pero seguían saludables. Lo más importante para los agricultores fue que la cosecha de grano bajo un sombreado del 20–25% fue solo modestamente menor que en las parcelas totalmente soleadas. A lo largo de los cuatro años, la reducción media del rendimiento en el área más sombreada fue de solo el 7,7%. En algunas temporadas la diferencia fue mayor y en otras muy pequeña, reflejando las variaciones naturales entre años en el clima. Curiosamente, en varios años las zonas con sombra más constante produjeron rendimientos ligeramente mejores que las de sombra más ligera, lo que sugiere que un pequeño efecto de enfriamiento y conservación de humedad de la sombra puede compensar en parte la pérdida de radiación.

Vincular luz, agua y cosecha de forma simple

Para ayudar a diseñadores y planificadores, el equipo quiso algo más que mediciones brutas: pretendieron construir una regla empírica sencilla que vincule las condiciones meteorológicas con el rendimiento esperado del maíz bajo sistemas agrivoltaicos. En lugar de usar modelos de cultivo muy complejos que requieren muchas entradas, combinaron solo dos influencias clave—la luz que llega al campo y la humedad del suelo—en una sola variable “conjunta”. Usando mediciones de campo y simulaciones por ordenador de cómo se movían las sombras sobre el dosel del maíz, calcularon, para muchas ubicaciones en el campo, cuánta “recurso” combinado de luz y agua experimentaron las plantas durante la temporada. Este indicador combinado mostró una correlación moderada con los rendimientos reales de grano y pudo explicar una parte sustancial de la variación entre puntos y años, aunque ignorara muchos detalles biológicos más finos.

Hacer más con cada hectárea de cultivo

Al comparar la ligera caída en el rendimiento del maíz con la ganancia significativa en electricidad de los paneles, el estudio estimó un factor de eficiencia en el uso del suelo, llamado razón de equivalencia de la tierra, de aproximadamente 1,37 de media. En términos simples, la misma parcela produjo el equivalente a un 37% más de “producción” combinada que si hubiera sido utilizada solo para maíz o solo para solar. Este resultado sugiere que, con un diseño cuidadoso—altura adecuada de los paneles, espaciamiento que permita la maquinaria agrícola y atención al clima local—el maíz puede ser un cultivo práctico para sistemas agrivoltaicos. Aunque el modelo necesitará pruebas en otras regiones y bajo riego o con cultivos distintos, el mensaje central es claro: no siempre tenemos que elegir entre alimentos y energía limpia. Con arreglos solares elevados, los agricultores podrían lograr cosechas de maíz robustas y generar una cantidad significativa de energía renovable desde las mismas parcelas.

Cita: Sanchez, G., Agrawal, R., Brouder, S. et al. Multi-year study of maize under elevated tracking agrivoltaic system and simplified yield modeling. npj Sustain. Agric. 4, 25 (2026). https://doi.org/10.1038/s44264-026-00141-0

Palabras clave: agrivoltaica, maíz, energía solar, uso del suelo, rendimiento de cultivos