-VALTRIA EM NOTÍCIAS-
Eficiência energética no cultivo e processamento da canábis medicinal
O cultivo e processamento da canábis para uso medicinal precisa de grandes quantidades de energia devido aos requisitos de estabilidade ambiental durante o seu crescimento e transformação para assegurar a regularidade da composição dos diferentes canabinoides. Assim, o produto final pode ser considerado como um fármaco com propriedades específicas.
O custo energético da produção da canábis medicinal torna-se, na maioria dos casos, o custo mais importante e o que determinará se a exploração industrial é ou não rentável.
Uma conceção eficiente da instalação aumentará a rentabilidade direta da exploração e reduzirá a pegada de carbono, proporcionando valor acrescentado para estes produtos de origem vegetal.
CONTEXTO
A maioria das ações que nos permitem otimizar o controlo e a estabilidade das condições ambientais, bem como a eficiência energética, exigem um investimento inicial mais elevado. Como este investimento é decidido e feito muito antes mesmo de a licença ser emitida, complica o processo de tomada de decisão por um custo cujo retorno é repartido por vários anos.
Por um lado, temos o cenário do elevado custo da energia, que nos leva a conceber com base na eficiência e na poupança, e, por outro lado, a incerteza sobre o mercado da canábis medicinal (volumes, preços, etc.) e a sua dificuldade como produto e processo, o que nos leva a ser prudentes.
Não é possível falar de uma solução “standard” ótima de conceção da instalação, uma vez que esta depende de muitos fatores, e deve ser desenvolvida numa base “personalizada”:
- Localização: condições ambientais de temperatura, humidade e horas de luz do dia.
- Tamanho da quinta, tamanho do lote e possibilidade de crescimento.
- Produto final destinado ao consumo direto ou à extração.
Por todas as razões acima referidas, neste artigo pretendemos identificar os diferentes pontos que precisam de ser analisados a fim de implementar soluções técnicas na instalação que resultem numa melhoria da eficiência energética. O resultado da análise deve ser aplicado no cálculo da rentabilidade de cada caso individual, tendo em conta as possíveis opções de melhoria propostas.
EFICIÊNCIA APLICADA AO CULTIVO
As condições de cultivo devem ser ótimas, e se há algo com o qual este setor está de acordo, é que qualquer melhoria na estabilidade e segurança das condições ambientais do cultivo resultará num melhor rendimento e qualidade do produto e, portanto, num aumento da rentabilidade.
Localização
É uma das condições mais importantes, uma vez que tem um grande impacto económico. Devemos procurar uma boa parcela, numa zona com um clima adequado às necessidades do cultivo, e horas de luz suficientes. Além disso, precisamos de assegurar o acesso à água de qualidade e contar com rede elétrica, o que tem um grande impacto na conceção, investimento e custos de exploração.
Iluminação
A iluminação da cultura pode ser efectuada através da luz solar, da luz artificial ou de uma combinação de ambas.
Permite-nos poupar no consumo de energia, mas para a utilizarmos devemos ter em atenção o tipo de recinto.
Os recintos com revestimento tipo película proporcionam a maior transmissão de luz solar mas, ao mesmo tempo, são menos herméticos e isolantes para zonas frias ou noites, pelo que será necessário instalar telas de blackout para ajudar a melhorar o isolamento térmico.
Outros acabamentos como o policarbonato ou vidro melhoram o isolamento térmico, reduzem a transmissão solar, mas aumentam o investimento.
Em localizações próximas do equador, teremos as melhores condições de luz natural durante todo o ano, mas à medida que nos afastamos do equador, se quisermos ter estabilidade no fluxo luminoso, teremos de instalar luzes de apoio, ou mesmo luzes que possam garantir a contribuição total necessária. Nestes casos, as luzes a serem instaladas devem ser do tipo LED e reguláveis para garantir que apenas fornecemos a luz necessária para complementar a luz solar e conter o consumo de energia.
Nas instalações de recintos opacos (painel sandwich), a iluminação é fornecida de forma completamente artificial, e será constante independentemente da época do ano. Para controlar o consumo e reduzir o custo, se estivermos conetados à rede elétrica, uma medida interessante consiste em ligar as luzes durante a noite. Caso não haja rede elétrica disponível, devemos instalar painéis fotovoltaicos e baterias para armazenar energia que nos permitam ligar as luzes durante o dia e prolongar o fotoperíodo até 12 horas, ou mais, para o crescimento vegetativo e plantas-mãe.
Isolamento exterior
Devido à necessidade de regular e controlar a temperatura e humidade do cultivo, o isolamento ótimo permite-nos reduzir o consumo de energia.
O isolamento de tetos e paredes pode ter como contrapartida a diminuição da transmissão da luz solar e, portanto, um aumento do consumo para assegurar a iluminação, pelo que será necessário estudar cada caso individual para encontrar o equi- líbrio.
O isolamento do piso, exceto nas zonas de clima excelente, será sempre um bom investimento. Uma laje de betão, colocada sobre uma camada de isolamento e barreira de vapor (para assegurar a durabilidade e qualidade dos acabamentos), assegura o isolamento e a inércia térmica para noites frias, e é precisamente na parte inferior da planta (raízes) que queremos assegurar uma temperatura ligeiramente mais elevada.
Condições ambientais (interiores)
A capacidade de manter cons- tantes as condições de temperatura e humidade de dia, de noite e durante todo o ano, é outro dos fatores de consumo de energia. Algumas localizações e soluções técnicas poderiam ser descartadas durante o estudo do projeto devido à elevada humidade ou condições térmicas.
O principal problema é combater a humidade gerada pelas plantas. Durante a fase diurna, a planta transpira praticamente toda a sua água captada pelas raízes. A forma mais económica de reduzir esta humidade interior renovar o ar da estu- fa com um ar exterior mais seco. Dependendo da sua secura, pode até haver espaço para o arrefecimento adiabático, e esta é certamente a forma mais eficiente.
Em qualquer caso, como as condições ambientais exteriores não podem ser asseguradas, devemos considerar a necessidade de instalações de desumidificação e arrefecimento para combater a humidade gerada pelas plantas, bem como a carga térmica interna (luzes) e exterior. A eficiência dependerá da existência de um bom sistema de controlo a fim de poder reduzir os custos de exploração quando as condições externas são favoráveis.
À noite, em zonas frias, é im- portante:
- Reduzir ao mínimo as renovações de ar (apenas para assegurar o fornecimento de oxigénio necessário).
- Aumentar o isolamento térmico, com telas de blackout, cortinas com câmara de ar, etc.
- Aquecer as zonas próximas das raízes, mesmo que as áreas altas da estufa arrefeçam.
Dióxido de carbono CO2
Con el fin de aumentar el rendimiento del cultivo es práctica habitual aumentar la concentración de CO2 por encima de la ambiental durante el día, esta práctica conlleva un coste y una huella de carbono que hay que analizar para asegurar la rentabilidad.
Trabalhar com taxas deCO2 mais elevadas implica a necessidade de manter o equilíbrio perfeito entre o fornecimento de nutrientes e a quantidade de luz, caso contrário não obteremos o rendimento desejado, mas sofreremos um aumento de custos e até uma menor qualidade do produto final.
Aumentar a taxa deCO2 enquanto se tem entradas de ar fresco elevadas não é económico, pelo que só é recomendado para estufas interiores ou herméticas.
Em grandes explorações, onde existe um processo de combustão para gerar energia ou água quente, os gases de combustão poderiam ser utilizados para aumentar a concentração de dióxido de carbono por meio de um sistema de filtragem, armazenamento e arrefeci- mento.
EFICIÊNCIA NA GERAÇÃO DE FRIO E CALOR
Os processos de climatização, desumidificação e secagem implicam a necessidade de instalar equipamentos de geração de frio e calor. A nossa proposta é de optar por sistemas de produção centralizados porque, embora o investimento económico seja mais elevado, estes oferecem-nos as seguintes vantagens:
- Como se tratam de equipamentos de grandes dimensões, têm maior controlo (de condensação, inversores, etc.), melhores compressores e, portanto, maior eficiência energética
- Podem produzir frio e calor ao mesmo tempo, aumentando a eficiência uma vez que normalmente entre a área do processo e de cultivo, há uma necessidade simultânea de calor e frio.
- A quantidade de gases refrigerantes será menor, a manutenção será mais controlada, são máquinas industriais concebidas para um funcionamento contínuo.
Para a distribuição de frio e calor é aconselhada a utilização de circuitos de água quente e fria. Neste tipo de instalações, a utilização de circuitos de distribuição de fluxo variável é altamente recomendada devido às grandes diferenças nas necessidades de frio e calor entre o dia e a noite, ou entre as diferentes estações do ano.
Qualquer processo de geração que aproveite a energia solar, cogeração, arrefecimento adiabático ou evaporativo, biogases, etc., será aplicável e bem-vindo.
EFICIÊNCIA NAS SALAS DE PROCESSAMENTO GMP
A eficiência nestas salas é assegurada por soluções standard nos sistemas de climatização, aqui daremos algumas orientações para as aplicar às particularidades do processamento da canábis.
Zoneamento de climatizadores
É importante diferenciar as diferentes zonas de acordo com as suas necessidades ambientais e de programação do trabalho.
Um ambiente com humidade controlada só é necessário em salas onde o produto já esteja seco, e exposto ao ambiente (corte a seco, curado e embalado).
Em áreas onde o material está na forma húmida (desfolhamento, corte em verde), a temperatura será mais baixa, pelo que é uma opção interessante que o climatizador que serve estas áreas seja inde- pendente.
Dentro da mesma instalação, verificamos que a maioria das salas funcionará em um ou dois turnos e até que a exploração esteja em plena capacidade durante muitos dias, algumas salas estarão desocupadas enquanto outras, tais como os túneis de secagem, funcionarão 24/24 h, pelo que é importante que os climatizadores possam ser divididos em setores, desligados ou feitos para funcionar a temperaturas e débitos reduzidos.
O mesmo se aplica às extracções localizadas (poeiras, vapores, etc.). É muito interessante que possam ser ligados e desligados independentemente, uma vez que o número de horas de utilização é relativamente baixo.
Filtragem do ar
Adapta o nível de filtragem (F9… H14) às renovações, de modo a obter uma qualidade de nível de partículas ISO 8.
Uma sobre-especificação na conceção tem custos operacionais elevados.
Eficiência na gestão da água
A água é um recurso que precisa de ser bem gerido. A água de boa qualidade (baixa condutividade) pode ser utilizada com um simples pré-tratamento, ao passo que a água de má qualidade exigirá um tratamento por osmose inversa, com custos operacionais associados, consumo devido à rejeição de água e investimento.
A qualidade e a quantidade de água acessível é um dos factores decisivos para a escolha do local, mas nem sempre será o mais decisivo, por isso, aqui ficam alguns itens a ter em conta:
- O sistema de irrigação será normalmente hidropónico, de preferência com drenagem controlada e canalizada para eventual reutilização noutros tipos de cultura menos sensíveis a elevada condutividade, paisagismo, etc.
- Utiliza a água da chuva e a água condensada dos sistemas de desumidificação, redireccionando-a para os tanques de água de rega de segurança.
Estes reservatórios de segurança estão disponíveis em todas as instalações e o investimento para a recondução é pequeno, mas proporciona-nos um bom abastecimento de água de excelente qualidade. - Utiliza a água rejeitada por osmose para limpeza não BPF, descarga de sanitas, etc.
Conclusões
As soluções técnicas para a eficiência energética já existem e são conhecidas.
Talvez a dificuldade no âmbito da canábis medicinal resida na avaliação, por falta de dados, do impacto da utilização de um ambiente mais controlado e preciso (maior gasto energético) na quantidade e qualidade do produto, comparativamente a um ambiente com margens mais amplas.
Com base na nossa experiência, acreditamos que deves começar com um design robusto para garantir a qualidade e, assim que tiveres um arranque estável, monitorizar e testar para recolher dados para melhorar a eficiência através de uma futura expansão ou investimento.
Este acompanhamento e análise contínuos devem ser planeados e executados por pessoal especializado e orientado para a realização destes objectivos de eficiência energética e de rentabilidade.
Eudald Bogatell
Engenheiro de projectos na VALTRIA