Este vaporizador pode eliminar produtos químicos em produtos frescos

Steven Fennimore segura o controle remoto de um aplicador de vapor movido a propano que utiliza um processo que ele desenvolveu para reduzir ou eliminar a fumigação química em plantações de produtos frescos. Também pode ajudar a eliminar a capina manual em culturas como a alface. (Foto: PERC)

Para proteger a saúde de culturas especiais, como morangos, os produtores injetam produtos químicos no solo algumas semanas antes do plantio. O fumigante erradica nematoides, sementes de ervas daninhas e outros patógenos que podem matar ou danificar uma planta jovem.

Há dinheiro de verdade em jogo. A Comissão de Morangos da Califórnia informou que os produtores do estado colheram quase 220 milhões de bandejas de morangos em 2023. A Califórnia produz 90% dos morangos cultivados nos Estados Unidos e é a quarta safra mais valiosa do estado – em 2023, a fruta rendeu mais de US$ 903.791.000 somente ao Condado de Monterey, de acordo com o Monterey County Farm Bureau.

A maioria dos americanos monta suas saladas com ingredientes cultivados em fazendas no Vale de Salinas, no Condado de Monterey. O morango é a cultura mais valiosa do condado, com a alface americana e a alface americana em segundo e terceiro lugares.

O brometo de metila foi um fumigante popular por anos. Depois que a Califórnia proibiu seu uso em plantações em 2005, pesquisadores e produtores encontraram alternativas em diferentes produtos químicos e desenvolveram novas cultivares para resistir a certas doenças e pragas.

No entanto, a preocupação pública com a aplicação de quaisquer produtos químicos em plantações de frutas e vegetais frescos não se dissipou nas últimas duas décadas. É por isso que Steven Fennimore desenvolveu aplicadores de vapor em escala de campo que podem reduzir ou eliminar a fumigação química. Baseado em Salinas, Califórnia, ele é professor de Extensão Cooperativa na Universidade da Califórnia, Davis, e concentra sua pesquisa no manejo de plantas daninhas desde 1997.

Testes extensivos com um implemento de tração demonstraram que o conceito era ideal para culturas de alto valor, como morango, alface, cenoura e repolho. Ele supostamente trata cerca de 90% das ervas daninhas anuais, resultando em uma redução de 73% no tempo de capina em comparação com o tratamento herbicida padrão. O vapor também pode suprimir fungos, doenças e nematoides. Mais recentemente, o trabalho de pesquisa e desenvolvimento da Fennimore resultou em uma máquina movida a motor que aplica vapor ao canteiro antes do plantio.

“Trabalho com alternativas aos fumigantes há 20 anos em Salinas, que é o coração da produção de morangos”, disse Fennimore. “Embora os morangos orgânicos não sejam fumigados, todos os outros morangos e produtos frescos são. Eles são uma parte fundamental do sistema, mas os fumigantes são muito impopulares. É apenas uma questão de tempo até que não seja mais possível usar nenhum deles. Nosso trabalho também se concentrou em hortaliças orgânicas, pois há um grande interesse em fazendas orgânicas, já que esses produtores enfrentam altos custos com capina manual.”

O vaporizador de solo movido a propano aquece o canteiro a cerca de 71°C por cerca de 20 minutos antes do plantio. (Foto: PERC)

Indo para os campos

Os testes com implementos personalizados do tipo tração estimularam o desenvolvimento de um vaporizador de solo autopropelido que foi apresentado no estande da Western Propane Gas Association na World Ag Expo da Califórnia em fevereiro.

“Estou trabalhando com um pesquisador do Arizona, e eles têm fileiras de extremidades muito estreitas”, disse Fennimore. “Em todo o Arizona e na Califórnia, os produtores de hortaliças estão pressionados a manter a lucratividade, então agora todos os seus direitos de passagem nas extremidades dos campos estão diminuindo, enquanto eles trabalham para usar o máximo possível de suas terras. Precisamos ser capazes de reverter a situação. Como a terra é escassa, optamos por um navio a vapor com esteiras.”

Para ajudar a dar o salto do conceito à realidade, a Fennimore contatou Peter de Groot, um consultor de engenharia local que desenvolveu máquinas agrícolas especializadas ao longo de sua carreira. A máquina foi fabricada pela Valley Fabrication, fabricante de equipamentos em Salinas que construiu uma ampla gama de máquinas exclusivas para a indústria de frutas e vegetais frescos. A Anderson Industrial Engines forneceu um motor Kubota de 90 hp por meio de sua filial em Modesto, Califórnia. O sistema de transmissão hidrostática da máquina a ajuda a manter as baixas velocidades necessárias para tratar um campo inteiro.

Para produzir vapor, Fennimore escolheu o propano como fonte de combustível no início de sua pesquisa. No vaporizador de solo autopropelido, o propano abastece o motor e as caldeiras. Ele trabalha com o Conselho de Educação e Pesquisa em Propano (PERC) desde 2020.

“O propano já é uma excelente opção para a agricultura moderna – reduzindo naturalmente as emissões sem comprometer a eficiência – mas esta nova tecnologia é realmente revolucionária quando se trata de produção de alimentos orgânicos e mais sustentáveis”, disse Michael Newland, diretor de desenvolvimento de negócios agrícolas da PERC. “Com esta unidade de vapor no solo, os produtores podem manter a produção ideal necessária para uma operação bem-sucedida, ao mesmo tempo em que atendem às demandas dos consumidores e regulatórias por emissões mais baixas e menor dependência de produtos químicos. É uma situação vantajosa para todos.”

Construído pela Valley Fabrication em Salinas, Califórnia, o vaporizador de solo utiliza uma caldeira movida a propano e um motor Kubota. (Foto: PERC)

Através do portal de subsídios

A PERC, sediada na Virgínia, é uma organização sem fins lucrativos que investe em projetos de pesquisa e desenvolvimento para novas aplicações movidas a propano. Financiada por revendedores de propano, a organização concede bolsas a indivíduos que realizam pesquisas ou que estão lançando uma máquina movida a propano no mercado. Foi por meio do portal de bolsas do grupo que a PERC e a Fennimore começaram oficialmente a trabalhar juntas.

“Temos um relacionamento longo com ele e adoramos a tecnologia”, disse Newland. “Acho que é uma ótima história no movimento de alimentos limpos e estamos muito animados com a parceria com ele nesta nova máquina. Ela combina vapor e propano, duas coisas com as quais as pessoas estão muito familiarizadas, e os utiliza de uma forma única e muito eficaz.”

Tudo é real

As pesquisas iniciais de Fennimore ajudaram a determinar a temperatura correta do vapor, bem como a duração da aplicação do vapor no solo para ser eficaz no controle de ervas daninhas e pragas. No desenvolvimento do vaporizador de solo autopropelido, projetar a quantidade de combustível e água que seria usada por acre envolveu um trabalho considerável.

“Como ele usa propano para o motor e o vapor, há muitas variáveis, como a profundidade da injeção”, disse Newland. “Quanto mais fundo você vai, maior o volume de solo a ser aquecido. Algo que eu não tinha pensado até passar algum tempo com o Dr. Fennimore era o impacto que o horário do dia tinha. Como o solo esfria durante a noite, você tem um delta maior para elevar esse solo frio à temperatura especificada do que durante a tarde. Quando o sol aquece o solo à tarde, eles conseguem operar a máquina mais rapidamente no solo porque não é preciso elevar a temperatura do solo tanto. É um processo interessante.”

O processo de vaporização basicamente pasteuriza o solo. À medida que o vaporizador de solo avança pelo campo, as caldeiras aquecem a água a cerca de 148 °C, criando vapor seco que é continuamente injetado por meio de hastes individuais embutidas no modelador de leitos. Os injetores podem ser configurados para diferentes necessidades da cultura. (Foto: PERC)

O processo basicamente pasteuriza o solo. À medida que o vaporizador de solo avança pelo campo, as caldeiras aquecem a água a cerca de 145 °C, criando vapor seco que é continuamente injetado através de hastes individuais embutidas no modelador de canteiros. Uma estreita faixa de solo que percorre toda a extensão do canteiro é aquecida a cerca de 71 °C por 15 a 20 minutos. O vapor é aplicado na camada superficial de 2,5 a 5 cm do solo, que é uma área crítica para a germinação de sementes de ervas daninhas.

A quantidade de água que o vaporizador de solo usa por acre é comparável à de um sistema de irrigação. "Temos água suficiente a bordo para uma hora de operação", disse Fennimore, "e temos combustível suficiente para cerca de cinco horas. Para o propano, vamos até o final do campo e desligamos para reabastecer. Mas com a água, conseguimos fazer o que chamamos de 'abastecimento em pleno ar', mas na verdade é 'irrigação em pleno ar'. Temos um trator puxando um tanque com espaçamento entre rodas alinhado com os sulcos. O trator puxa ao lado do vaporizador e em três minutos podemos reabastecer o tanque de bordo. É uma questão de eficiência aumentar o número de acres que você trata por dia."

O vaporizador de esteiras foi testado em plantações de alface e cenoura na Califórnia e no Arizona, e agora a Fennimore e a equipe da Valley Fabrication estão construindo uma segunda máquina autopropelida projetada especificamente para canteiros de morango. Esses canteiros podem ter 35 cm de altura, altura demais para o projeto atual dos trilhos. Com previsão de conclusão para este outono, o mais novo vaporizador de solo movido a propano terá seis rodas, cada uma acionada hidrostaticamente. Espera-se que as rodas facilitem a limpeza de diferentes canteiros de sementes e criem uma máquina o mais flexível possível.

Disponível comercialmente

O objetivo da Fennimore com o projeto é, eventualmente, ver vaporizadores de solo operando comercialmente em todo o Vale de Salinas e além. O projeto PERC também está em andamento.

“Nossos objetivos a partir de agora são fazer tudo o que pudermos, do ponto de vista de marketing e promoção, para ajudá-lo a ter o máximo de sucesso possível”, disse Newland. “O objetivo é tornar esta empresa lucrativa daqui para frente, e estamos trabalhando duro nos bastidores para garantir que nossa parte do projeto seja bem-sucedida.”

O vaporizador de solo da Fennimore atravessa um campo no Vale de Salinas, na Califórnia. (Foto: PERC)