Qué es la agrivoltaica: el sistema que dispara la productividad del agua un 50% y genera energía renovable al mismo tiempo

Reducir el consumo de agua a la mitad y, al mismo tiempo, generar energía limpia sin renunciar al uso agrícola del suelo ya no es una hipótesis teórica. Es una realidad medible.

O, por lo menos, así lo asegura un nuevo estudio científico desarrollado en España. En él se concluye que la agrivoltaica —la combinación de cultivos y paneles solares— puede aumentar de forma significativa la productividad del agua y elevar la eficiencia del terreno hasta un 67%.

La investigación, publicada en bajo el título Agricultural Water Management (Gestión del agua en la agricultura, en castellano) y liderada por el Centro de Estudios e Investigación para la Gestión de Riesgos Agrarios y Medioambientales (CEIGRAM) junto a la Universidad Politécnica de Madrid y la Universidad de Sevilla, ha analizado el cultivo de tomate en condiciones reales en Madrid y Sevilla.

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Los resultados son claros. Se ha demostrado que los sistemas agrivoltaicos permiten reducir el agua aplicada hasta en torno a un 50%, mientras que el uso combinado del suelo para agricultura y energía alcanza índices de eficiencia (LER) de entre 1,54 y 1,67.

Dicho de otro modo, el terreno produce mucho más valor —en alimentos y electricidad— que si se utilizara para un solo fin. Y es que el propio estudio lo resume sin rodeos: "Los valores de LER superiores a uno indican que la combinación de agricultura y producción energética es más eficiente que su uso independiente".

Cultivar bajo placas solares

La clave de este sistema está en el microclima que generan los paneles solares sobre los cultivos. Pues, instalados a varios metros de altura, actúan como una cubierta parcial que modifica las condiciones ambientales sin impedir el desarrollo de las plantas.

En los ensayos, la radiación solar llegó a reducirse hasta un 90% en determinados momentos del día bajo las placas, lo que disminuye la evaporación del agua del suelo. Esto se traduce en una menor necesidad de riego, especialmente en cultivos exigentes como el tomate.

Resumen gráfico de las conclusiones del estudio. Agricultural Water Management

"Los sistemas agrivoltaicos podrían utilizarse para reducir la demanda evaporativa", recoge el informe, que también apunta a cambios en la temperatura ambiente que ayudan a conservar la humedad.

Además, esta sombra parcial no siempre es negativa. En climas extremos, puede proteger a las plantas del estrés térmico, uno de los grandes desafíos de la agricultura en el sur de Europa.

De hecho, en escenarios de temperaturas cercanas a los 40 grados, como los registrados durante el experimento, estas variaciones pueden marcar la diferencia entre mantener la producción o perderla.

Menos agua, más rendimiento

Uno de los aspectos más relevantes del estudio es la mejora en la productividad del agua. Aunque en algunos casos la producción total disminuye, la relación entre cosecha y agua utilizada mejora notablemente.

En Sevilla, por ejemplo, los sistemas agrivoltaicos lograron valores de productividad hídrica superiores al cultivo convencional, lo que implica que cada litro de agua genera más alimento. Incluso, en algunos tratamientos, esta eficiencia llegó a duplicarse respecto a los sistemas tradicionales.

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Este efecto se potencia al combinar la agrivoltaica con técnicas de riego deficitario controlado. En el experimento, esta estrategia permitió reducir el agua aplicada aproximadamente a la mitad, con una caída moderada de la producción en condiciones óptimas.

Sin embargo, los investigadores advierten de que el equilibrio es delicado. Y es que cuando el estrés hídrico se intensifica, especialmente en la fase final del cultivo —la maduración del fruto—, las pérdidas pueden dispararse.

Vista general del experimento (a, c) y detalle de la estructura de 2 monopolos en una parcela agrivoltaica (b, d) en los experimentos de Sevilla (a, b) y Madrid (c, d). Agricultural Water Management

En Madrid, por ejemplo, las reducciones de cosecha en sistemas agrivoltaicos llegaron a rondar el 70%. "El nivel de estrés hídrico fue demasiado severo en los tratamientos agrivoltaicos, lo que redujo fuertemente el rendimiento", señala el estudio.

La clave está en ajustar con precisión cuándo y cuánto regar. Pues, no se trata únicamente de ahorrar agua, sino también de hacerlo en el momento adecuado del ciclo del cultivo. Según los autores, la fase de maduración es la más sensible y, por tanto, la que requiere mayor control.

Un modelo más eficiente

Más allá de la producción agrícola, el gran salto de la agrivoltaica está en el uso del suelo. Mientras los cultivos crecen, los paneles generan electricidad renovable, lo que multiplica el rendimiento global del terreno.

En este sentido, los valores de LER obtenidos —hasta 1,67— confirman que el sistema produce hasta un 67% más que la suma de ambos usos por separado.

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Incluso cuando la cosecha disminuye, la energía compensa la pérdida. "Aun con una fuerte reducción en la producción de tomate, la combinación de agricultura y energía sigue siendo adecuada", concluyen los autores.

Este enfoque convierte a la agrivoltaica en una herramienta clave frente a la escasez de recursos, dado que permite producir alimentos, generar energía limpia y optimizar el agua en un mismo espacio, algo especialmente valioso en regiones vulnerables a la sequía.

Vistas frontal y lateral de las estructuras utilizadas en las parcelas agrivoltaicas. Las dimensiones A (distancia entre monopolos) y B (altura del monopolo) variaban según la ubicación. En la línea AG Shade, se ubicaron un sensor de radiación y un sensor de temperatura y humedad relativa del aire, mientras que en la línea AG Sun se ubicó un sensor de radiación. Agricultural Water Management

Además, abre la puerta a nuevos modelos económicos en el campo. Y es que ahora los agricultores, además de tener su cosecha, pueden diversificar ingresos a través de la producción energética, reduciendo su exposición a factores como las sequías o las fluctuaciones de precios agrícolas.

El reto, insisten los investigadores, está en la gestión. "El manejo del estrés hídrico debe mejorarse combinando mediciones del suelo y de la planta para optimizar el riego", advierten.