¿Pueden los paneles solares ayudar a los pastizales durante la sequía? Un grupo de científicos tiene la respuesta

Una nueva investigación de la Universidad Estatal de Colorado y la Universidad de Cornell muestra que la presencia de paneles solares en los pastizales de Colorado puede reducir el estrés hídrico, mejorar los niveles de humedad del suelo y, especialmente durante los años secos, aumentar el crecimiento de las plantas en aproximadamente un 20% o más en comparación con los campos abiertos.

Los hallazgos se publicaron esta semana en Environmental Research Letters. El artículo describe los posibles beneficios y desafíos de la instalación de sistemas fotovoltaicos (FV) en ecosistemas de pastizales. Los hallazgos son especialmente relevantes al considerar la sequía en las zonas áridas del oeste y el potencial cambio climático futuro.

Efectos de los paneles solares en los pastizales

Si bien los sistemas de energía solar son una fuente clave de energía renovable, reducen la cantidad de luz solar disponible para el crecimiento vegetal, lo que podría afectar a estos complejos ecosistemas, reduciendo la vida silvestre que albergan, el carbono que almacenan y la cantidad de forraje que producen para el pastoreo del ganado. El trabajo, basado en cuatro años de datos de una instalación solar agrovoltaica en Longmont, Colorado, representa el primer esfuerzo para evaluar en campo cómo la ubicación conjunta de energía solar y pastizales modifica esta dinámica.

Las praderas semiáridas de Colorado a menudo necesitan más agua de la que está disponible a través de las precipitaciones en cada estación.

El equipo descubrió que las plantas debajo y alrededor de los sistemas solares en ese entorno se beneficiaron del sombreado parcial y del agua adicional que se acumula en los paneles, lo que les ayudó a sobrevivir durante los duros meses de verano. Descubrieron que, durante un año seco, el crecimiento de la hierba en el lado este de los paneles fue hasta un 90 % más productivo en algunos casos que en el sitio abierto vecino. Durante años húmedos y normales, esta respuesta positiva en la producción de hierba se redujo, pero el lado este de los paneles siguió experimentando una mayor producción de hierba que el sitio de control.

Matthew Sturchio, investigador postdoctoral asociado de Cornell, es uno de los autores del artículo junto con Alan Knapp, profesor distinguido de la Universidad Estatal de California (CSU). Sturchio formó parte del equipo de Knapp en el Departamento de Biología y continúa siendo investigador afiliado a la CSU.

Sturchio dijo que los resultados demuestran el potencial de las sinergias del uso solar de la tierra en los pastizales que respaldan tanto la generación de energía renovable necesaria como la estabilidad del ecosistema.

"Varios estudios han reportado mejoras en la relación entre las plantas y el agua gracias a los paneles solares", afirmó. "Sin embargo, este es el primer análisis que muestra cómo este patrón se acentúa con el aumento de la aridez o la sequía, como ocurre en Colorado".

Sturchio afirmó que estas ganancias podrían aumentar si los paneles se diseñaran para maximizar sus beneficios según las condiciones. Esto podría incluir cambiar su posición para proporcionar sombra cuando la temperatura sube o configurarlos para que permitan la entrada de más luz durante momentos clave de la temporada de cultivo.

"Con pequeños cambios en el diseño, la configuración y la gestión de los paneles, podríamos incluso obtener beneficios no explotados, en particular los relacionados con el uso del agua", afirmó.

El artículo forma parte de la investigación en curso de la pareja sobre la agrovoltaica: un enfoque de doble uso donde la infraestructura de energía solar se diseña e instala para apoyar simultáneamente el pastoreo de ganado o los hábitats de polinizadores. Estas opciones agrícolas no requieren riego ni maquinaria. Sin embargo, debido a su gran dependencia de la lluvia para el crecimiento de las plantas, investigaciones como esta son necesarias para comprender cómo la instalación de paneles solares afecta el medio ambiente en general.

Knapp y su laboratorio llevan décadas estudiando los pastizales de la CSU, centrándose principalmente en cómo afrontan el estrés hídrico crónico y la sequía. Explicó que la investigación del artículo se centra en las gramíneas perennes C3 de "estación fría" que prefieren condiciones más húmedas. El siguiente paso será estudiar las gramíneas C4 más comunes que se encuentran en las llanuras de Colorado. Estas plantas prosperan en condiciones más cálidas con abundante luz solar.

"Esos pastizales tienen aún más escasez de agua que los que utilizamos en este estudio. Por lo tanto, esperamos que la capacidad de los paneles solares para mitigar el estrés hídrico sea aún mayor", afirmó Knapp.

Sturchio añadió que los paneles solares podrían incluso brindar la oportunidad de restaurar los ecosistemas de pastizales al promover la diversidad de comunidades vegetales. Aseguró que construir instalaciones solares en ecosistemas que podrían beneficiarse de su ubicación estratégica es una clara ventaja para todos.

"Nuestra hipótesis es que la restauración de pastizales en regiones áridas y semiáridas podría beneficiarse no solo de las condiciones favorables de los paneles solares, sino también de la heterogeneidad ambiental que estos generan", afirmó. "Nos entusiasma probar muy pronto las bases funcionales de esta idea en el recién construido Centro de Investigación Ecovoltaica de Pastos Cortos en Nunn, Colorado".

Referencia

Matthew A Sturchio and Alan K Knapp, Evidence of photovoltaic aridity mitigation in semi-arid grasslands. Environmental Research Letters, DOI 10.1088/1748-9326/add94d