FAST BAMBOO - CASE STUDY
Como o bambu vai ser o bioplástico do futuro
A procura por alternativas ao plástico tem sido crescente, com problemas como a poluição a tornarem-se preocupações mais presentes na mente.
Já existem alguns tipos de bioplástico promissores. O bioplástico mais ecológico, neste momento, é o acetato de celulose, produzido a partir de algodão ou eucalipto. O algodão tem um rendimento por área muito reduzido e um acentuado consumo de fertilizantes e pesticidas, enquanto o eucalipto resulta num grande desgaste do solo e exige um processamento industrial complexo.
A nossa abordagem começou por procurar uma fonte de celulose com vantagens ecológicas e financeiras, para incentivar a produção de bioplásticos.
Segundo o nosso estudo, o bambu é a fonte de celulose mais promissora, pela alta rentabilidade por área e facilidade de processamento industrial.
No entanto, bambu é considerado invasor e em muitos países é proibido por lei ser plantado em terreno aberto, uma barreira à produção de bioplástico de celulose bambu.
DESAFIO
Criar um sistema que permitisse a produção de bambu para fabrico de bioplástico, respeitando os requisitos técnicos e limitações legais, mantendo a rentabilidade da produção.
RESULTADO
Desenvolvemos um módulo de plantação de baixa manutenção, utilização otimizada dos recursos, permitindo a produção de bambu em espaços interiores, permitindo uma produção rentável e colheitas frequentes.
Abordagem inicial ao projeto
O primeiro passo foi definir o maior obstáculo que existe hoje à produção de bambu, e procurar que soluções existem no mercado enquanto sistemas alternativos à agricultura em terreno aberto. Analisando estes mecanismos, identificámos os pontos fortes e fracos de cada um, para criar um sistema híbrido que conjugasse o melhor dos sistemas e resolvesse as principais fragilidades resultantes.
As alternativas mais comuns são as estufas e a hidroponia, ambas com os seus desafios quanto à adaptação para a produção de bambu. No entanto, os pontos fortes destes sistemas mostraram grande potencial para o sucesso do projeto, pelo que nos lançámos a responder aos problemas levantados com a integração dos dois modelos.
Os desafios das estufas
Para produção de bambu, a plantação em estufa exigiria a utilização de uma espécie de vaso, pois a plantação em terra não é possível. A fragilidade das estufas tem um impacto significativa no planeamento da produção de bambu, porque este facilmente atinge os 8 a 10m de altura, e uma estufa com essa altura tem pouca resistência estrutural; uma estufa com menos altura fica sujeita a que o bambu danifique o teto se não houver colheitas frequentes para controlar o crescimento da planta.
Os desafios da hidroponia
O sistema de hidroponia ainda não está preparado para a produção de espécies verticais, sendo normalmente utilizada para plantas baixas (como alfaces e tomateiras). A iluminação para crescimento em hidroponia está instalado por cima das plantas, o que no caso de plantas com grande crescimento vertical implica que, em fases iniciais, a planta absorve menos de 10% da luz disponível, o que implica um grande desperdício energético e pode ainda atrofiar o seu desenvolvimento. O bambu tem ainda a dificuldade acrescida da sua colheita, sendo a sua estrutura é três vezes mais resistente que a do aço, requer um bom acesso e condições de corte para poder ser colhido para processamento.
A Integração
Tanto as estufas como a hidroponia têm pontos positivos que foram integrados no FAST BAMBOO, de maneira a combinar o melhor de dois mundos num único sistema.
A estufa representa a plantação em interiores, mantendo condições de temperatura e humidade controladas, importantes para a produção de bambu, e a plantação em vasos com terra, para uma boa fixação das raízes. O bambu não exige muita água mas precisa de um ambiente e solo húmidos, pelo que ser plantado em interiores é ideal, evitando a evaporação da água e o escoamento para o solo.
O sistema de hidroponia costuma ser instalado em armazéns, muito menos sujeitos a alterações em termos de clima e menos sensível a pragas. O princípio da plantação modular foi também tido em conta, para um melhor aproveitamento do espaço e integração dos sistemas de controlo. A compatibilidade com a integração de sistemas inteligentes de análise de dados foi outro fator a ter em conta. Os recursos em hidroponia também tendem a ser otimizados, desde a quantidade de água e nutrientes, ao tipo de iluminação e tempo de exposição, princípios também integrados no FAST BAMBOO.
Resposta aos desafios
Depois de combinar o melhor dos sistemas, foi altura de responder aos desafios que restavam: controlo de crescimento, iluminação adequada e facilidade de colheita. A modularidade e a otimização do consumo de recursos eram outros requisitos importantes a ter em conta, do ponto de vista da viabilidade económica do projeto.
O FAST BAMBOO utiliza iluminação lateral, acompanhando todas as fases de desenvolvimento da planta e oferecendo-lhe a quantidade de luz necessária e permitindo uma absorção uniforme. Simultaneamente, a iluminação lateral tem uma altura limite definida, o que retarda substancialmente o ritmo de crescimento do bambu assim que ultrapassa essa altura, criando um teto virtual para que o bambu não continue indefinidamente a crescer se a colheita não for feita imediatamente.
O sistema tem um tabuleiro amovível que facilita o processo de colheita, ao retirar o bambu para fora da estrutura principal, tendo um melhor acesso para recolha fácil e rápida com recurso a ferramentas elétricas.
Tivemos em conta o consumo elétrico de cada módulo, para que cada metro quadrado de FAST BAMBOO e área de passagem e recolha fosse compatível com a mesma área de painéis solares.
Resultados
Sistema modular com otimização de produção por área de ocupação, com crescimento até 24 horas por dia com recurso a LEDs, compatível com painéis solares.
Baixa manutenção, colheita simples e rápida sem recurso a maquinaria pesada, com o tabuleiro amovível.
Baixo consumo de água e energia, sem perda de humidade para o subsolo e nível de humidade estável.
