Estudo plurianual do milho sob sistema agrivoltáico rastreante elevado e modelagem simplificada de rendimento

Cultivando Alimentos e Colhendo Luz Solar Juntos

A terra agrícola enfrenta uma dupla demanda: precisa alimentar uma população em crescimento e, ao mesmo tempo, abrigar os painéis solares que alimentam nossas casas, carros e indústrias. Este estudo investiga se uma das culturas mais importantes do mundo — o milho — pode crescer bem sob painéis solares elevados, permitindo que os agricultores obtenham renda tanto com o grão quanto com a eletricidade no mesmo campo.

Por que Agricultura e Solar Competem por Espaço

À medida que a população global aumenta e o clima aquece, os agricultores sofrem pressão por ondas de calor mais frequentes, estações alteradas e chuvas incertas. Ao mesmo tempo, as sociedades correm para instalar mais energia limpa, sobretudo solar, para reduzir as emissões de gases de efeito estufa. Terrenos planos e abertos costumam ser os locais mais práticos para grandes usinas solares, mas cobrir inteiramente os campos com painéis reduziria a área disponível para cultivos. Sistemas agrivoltáicos oferecem um compromisso: painéis solares elevados o suficiente para que cultivos ou animais possam prosperar por baixo, compartilhando a mesma terra para dois usos.

Testando o Milho Sob Sombra Móvel

Os pesquisadores conduziram um experimento plurianual em uma fazenda de pesquisa em Indiana, no coração do “corn belt” dos EUA. Instalaram painéis solares altos, de eixo único e com rastreamento, sobre partes de um campo de milho. Algumas áreas ficaram diretamente sob fileiras sólidas de painéis, outras sob um padrão em xadrez que deixou passar mais luz, e o restante do campo serviu como controle sem sombreamento. Os painéis criaram um mosaico variável de luz e sombra ao longo do dia, mudando conforme o sol se movia e o milho crescia. Ao longo de quatro safras, a equipe registrou cuidadosamente o desenvolvimento das plantas, altura das plantas, rendimento de grãos e dados detalhados de clima e umidade do solo.

Como a Sombra Mudou o Crescimento e o Rendimento das Plantas

O milho sob os painéis amadureceu um pouco mais tarde que o milho exposto ao sol, tipicamente de um a três dias. As plantas nas zonas sombreadas foram ligeiramente mais baixas — por alguns centímetros em média —, mas ainda saudáveis. Mais importante para os agricultores, o grão colhido sob 20–25% de sombreamento foi somente moderadamente menor que nas parcelas totalmente ensolaradas. Ao longo dos quatro anos, a redução média de rendimento na área mais sombreada foi de apenas 7,7%. Em algumas safras a diferença foi maior, em outras muito pequena, refletindo variações naturais ano a ano no clima. Curiosamente, em vários anos as zonas com sombra mais consistente produziram rendimentos ligeiramente melhores que as zonas com sombra mais leve, sugerindo que um pequeno efeito de resfriamento e conservação de umidade pode compensar parcialmente a perda de luz.

Ligando Luz, Água e Colheita de Forma Simples

Para ajudar projetistas e planejadores, a equipe quis mais do que medições brutas: buscou construir uma regra prática simples que relacionasse as condições climáticas ao rendimento esperado de milho sob sistemas agrivoltáicos. Em vez de usar modelos de cultura muito complexos que exigem muitas entradas, combinaram apenas duas influências-chave — a luz que chega ao campo e a umidade do solo — em uma única variável “conjunta”. Usando medições de campo e simulações computacionais de como as sombras se moviam pela copa do milho, calcularam, para muitos pontos no campo, quanto desse “recurso” combinado de luz e água as plantas experimentaram ao longo da estação. Esse indicador combinado mostrou correlação moderada com os rendimentos reais de grãos e pôde explicar uma parcela substancial da variação entre pontos e anos, mesmo ignorando muitos detalhes biológicos mais finos.

Aproveitando Melhor Cada Acre de Terra Agrícola

Ao comparar a pequena queda no rendimento do milho com o ganho significativo em eletricidade dos painéis, o estudo estimou um fator de eficiência de uso da terra, chamado razão de equivalência de terra, de cerca de 1,37 em média. Em termos simples, o mesmo pedaço de terra produziu o equivalente a 37% a mais de “produção” combinada do que se tivesse sido usado apenas para milho ou apenas para energia solar. Esse resultado sugere que, com um desenho cuidadoso — altura adequada dos painéis, espaçamento que permita maquinário agrícola e atenção ao clima local — o milho pode ser uma cultura prática para sistemas agrivoltáicos. Embora o modelo precise ser testado em outras regiões e sob irrigação ou com culturas diferentes, a mensagem central é acessível: nem sempre precisamos escolher entre comida e energia limpa. Com arranjos solares elevados, agricultores podem conseguir colheitas de milho robustas e gerar energia renovável significativa nos mesmos campos.

Citação: 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

Palavras-chave: agrivoltáica, milho, energia solar, uso da terra, rendimento de safra