Explicando que trata da ciência que estuda a geração, transmissão, controle e uso em seus mais diversos fins das partículas de luz, conhecidas como fótons, fica mais fácil. Na realidade, há duas principais teorias que explicam o que é a luz. Uma delas segue a lógica de que a luz é difundida via ondas. Segundo, a luz, na realidade, é transmitida por meio de partículas, os fótons. Fazendo uma comparação simplificada, o fóton seria para a fotônica o que o elétron é para a eletrônica.

São inúmeros os usos da luz em áreas que, na maioria dos casos, a gente sequer imagina. A primeira e mais clara delas hoje no semiárido é a produção localizada, ou difusa, de energia elétrica através de células fotovoltaicas instaladas em painéis ou placas solares. Um número expressivo de estabelecimentos residenciais, comerciais e industriais têm o sol como principal fonte de energia elétrica para suas atividades. Uma tendência que mudou drasticamente o mercado de energia, tornando-o mais acessível e com preços mais competitivos do que outras fontes, como hidrelétrica, térmica ou nuclear. O sol e os ventos são as duas matérias-primas energéticas que distensionaram a demanda por energia elétrica em todo o mundo. Tornando um bem acessível para uma fração significativa da população.

Não é à toa que, além das residências, a maioria das lojas, indústrias, hospitais e laboratórios optaram pelas energias renováveis como principal opção de seu suprimento energético e, dia a dia, o número se expande e mais telhas são revestidas de placas fotovoltaicas.

Na saúde, a aplicação é crescente e parte dos exames que eram realizados por técnicas radiológicas e, sempre com alto grau de risco cancerígeno, atualmente empregam lasers ou espectros de luz e reflectância.

A luz do sol e a caatinga

E a caatinga, tão exposta à luz solar, símbolo de uma entidade botânica que evoluiu ao longo de milhões de anos às precipitações irregulares, ciclos anuais de chuvas e sequeiro, temperaturas elevadas, fotoperíodo longo, o que tem a ver com a fotônica? O ajuste na genômica das espécies de plantas, microrganismos, insetos, mamíferos, pássaros e toda forma de vida das regiões áridas e semiáridas foi realizado em total sincronização com a intensidade e o número de horas de exposição à luz e a consequente alteração nas temperaturas atmosféricas e nos microambientes que rodeiam as folhas, carcaças, peles, asas. Esta conexão encontra-se em processo acelerado de ajuste, uma vez que as mudanças climáticas em curso têm demandado que a natureza se adapte de modo ainda mais rápido do que o usual.

O papel estratégico do nexo caatinga x mudanças climáticas é fundamental para o futuro da humanidade no que se refere à detecção de elementos gênicos que possam ser usados diretamente ou através das modernas técnicas de edição e reparo gênico que a cada momento usam em maior intensidade os diversos comprimentos de luz na fenotipagem nos organismos adaptados a situações de estresse.

A luz e a produção vegetal

A luz solar é a principal bateria fornecedora de energia no mais importante conjunto de reações que representam a vida no planeta, a fotossíntese. As plantas conseguem fazer uso de espectros específicos para uso em suas reações de produção de carboidratos e no balanço representado pela perda com a respiração. Este saldo é o que contabiliza a produção de forragem, madeira, carboidratos e vitaminas. Sem a eficiência de seu uso por meio de cultivares mais adaptados e eficientes ao uso de água, nutrientes e tolerância a ambientes secos, Malthus havia vencido e sua teoria de que o planeta não conseguiria produzir alimentos suficientes para uma população crescente consolidada fomes, extinção em massa, guerras, canibalismo e todo tipo de violência voltado à sobrevivência.

Com os avanços do uso de raios lasers e de LED – Diodo emissor de luz, ambos de uma eficiência incomparável aos tradicionais métodos de incandescência ou fluorescência, ainda em uso, mas a cada dia em substituição crescente. Hoje são milhares de casas de vegetação e telados que têm sua produção controlada de hortaliças e flores, em especial, através de luz LED, bem como são milhares de aplicações diárias usando o raio laser no monitoramento de pragas e doenças, bem como no teor de umidade e na fertilidade dos solos agrícolas.

Desafios e mais desafios

Um grupo de professores da UFPE, que coordenam o Observatório Nacional da Dinâmica da Água e do Carbono no Bioma Caatinga – ONDA CBC, criou uma sub-rede específica para tratar da luz, denominada Agrofotônica. Algo inovador na região Nordeste, uma vez que atualmente existem dois institutos, um na Embrapa e outro na USP, a se dedicar exclusivamente à questão. Este grupo organizou um workshop, denominado Fotônica para o Meio Ambiente e Agronomia, que ocorrerá no dia 05 de dezembro de 2025, no Departamento de Energia Nuclear – DEN, da UFPE. O evento contará com professores, gestores de áreas como a vegetação, o meio ambiente, a agricultura e o uso no saneamento urbano. Todos os envolvidos merecem o reconhecimento, entretanto gostaria de fazer uma menção especial a dois ex-professores da UFPE. O professor do Departamento de Engenharia Civil, Mário Antonino, e o professor do Departamento de Engenharia Elétrica, Frederico Nunes. São raros os profissionais tão dedicados à causa do semiárido como esses dois gigantes. Muito obrigado e, em especial, por haver introduzido UFRPE-UAST neste evento, que será um divisor de águas para o uso da fotônica no Semiárido brasileiro.

1Professor titular da UFRPE-UAST, em Serra Talhada, PE