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Aquaponia e tecnologias de aquicultura e hidroponia

Aquaponia e tecnologias de aquicultura e hidroponia

EU'aquaponia é um sistema de produção que combina a piscicultura (aquicultura) com o cultivo de plantas sem solo (hidroponia). A combinação dos dois sistemas envolve benefício mútuo para ambos e pode ser realizada em múltiplas escalas de produção, desde extensiva a intensiva, mas também hobby e ornamental.

O costume deaquaponia já era praticado pelos astecas no período entre 1150 e 1350 DC. e previu a formação de ilhas de terra, nas quais as plantas foram colocadas, intercaladas com bacias de águas rasas nas quais peixes e enguias proliferaram. Com temporização periódica, o lodo era removido manualmente do fundo dos lagos artificiais e isso envolvia a purificação da água de substâncias potencialmente tóxicas e a criação de um fertilizante natural que poderia ser administrado às plantas, aumentando seu crescimento (Espinal & Matulić , 2019).

A tradição do jardim flutuante "Jardins Flutuantes“Não desapareceu e ainda está presente em contextos territoriais também muito diferentes dos da América Central. Na imagem abaixo você pode ver um jardim flutuante típico da Birmânia em uma foto tirada em 2010.

Apesar da história antiga, os primeiros sistemas modernos de aquaponia foram concebidos na década de 1970 nos Estados Unidos para buscar um modelo de produção mais sustentável para fazendas, e desde então mais e mais modelos têm sido desenvolvidos combinando tecnologias de aquicultura e hidroponia cada vez mais desenvolvidas e diversificadas. tanto é que hoje a variedade de sistemas de produção desse tipo é muito ampla.

Tecnologias de aquicultura e hidroponia

Quando falamos em aquaponia, na grande maioria dos casos estamos nos referindo a um sistema de produção em que a intervenção humana é absolutamente essencial, tanto no estudo de todos os processos do início ao fim, como para a correta execução dos mesmos: mais simplesmente, assim como um aquário precisa de ventilação e limpeza adequadas, ou uma planta de irrigação adequada, com brilho e temperatura corretos, isso é ainda mais verdadeiro em um sistema aquapônico que deve atender a padrões de produção específicos para garantir que haja um retorno econômico que justifique o investimento inicial.

Vamos ver com mais detalhes as tecnologias dos dois sistemas, sem pretender ser exaustivos:

Piscicultura ou aquicultura

A criação de peixes ou aqüicultura (ver foto de abertura deste artigo) ocorre em ambiente protegido e artificial, onde é necessário escolher as tecnologias e parâmetros adequados em relação, sobretudo, à densidade de peixes criados por metro cúbico de água, que pode variar de 50 a 150 peixes / m3 (Palm et. al, 2019).

Precisamente em relação à densidade dos peixes de viveiro, podemos distinguir diferentes tipos de aquicultura:

  • Aquicultura extensiva: este tipo de cultivo pode ser realizado em bacias hidrográficas naturais delimitadas por taludes, nos quais a intervenção humana é no entanto muito limitada e na sua maioria relegada à tarefa de preparação óptima da própria bacia, para o desenvolvimento correcto dos peixes., bem como, claro, para a cobrança no final do ciclo.

É bastante comum que várias espécies com hábitos alimentares diversos sejam introduzidas na aqüicultura extensiva, a fim de aproveitar ao máximo os recursos do habitat.

  • Aqüicultura semi-intensiva / intensiva / hiperintensiva: nestes tipos de agricultura, a intervenção humana é sempre maior e à medida que a densidade aumenta torna-se cada vez mais essencial introduzir ração artificial, fazer trocas de água, aumentar o oxigênio dissolvido.
  • Aquicultura com sistema de recirculação (RAS): este sistema pode ser rastreado até a densidade de semi-intensivo a hiperintensivo e permite que a recirculação da água seja feita não em intervalos periódicos, mas sim continuamente. Este sistema está entre os mais interessantes e tecnologicamente avançados, bem como de interesse crescente para o empresário agrícola.

As tecnologias mais importantes na aquicultura, em grande parte atribuíveis ao sistema de recirculação (RAS), são as responsáveis ​​por remoção de substâncias sólidas (fezes, ração não ingerida, flocos bacterianos), potencialmente poluentes se se acumularem em grandes quantidades, biofiltros nitrificantes para converter a amônia liberada pelos peixes através da urina (extremamente tóxica), em nitratos e, em seguida, removê-los do sistema, e dispositivos de troca de gás, que permitem reter o dióxido de carbono presente no excesso de água (da respiração dos peixes) e liberar novo oxigênio.

Até à data, a variedade de peixes que podem ser criados na aquicultura é muito grande, mais de 10 espécies diferentes, das quais o bagre, a enguia e a truta africana são os principais representantes nas explorações de água doce, e o pregado, o robalo e o linguado as principais espécies marinhas .

Hidroponia

  • A hidroponia é uma técnica que envolve o cultivo de plantas sem o auxílio do solo, às vezes até mesmo sem o auxílio de um substrato sólido.

Este sistema é particularmente interessante por vários motivos, incluindo o manter as colheitas longe dos agentes atmosféricos, sendo que normalmente as plantas são armazenadas em estufa ou pelo menos em ambientes parcialmente abrigados (redes anti-granizo, cortinas opacas), reduzir consideravelmente os problemas atribuíveis a doenças e insetos cujo habitat favorito é solo agrícola e, acima de tudo, um controle total de irrigação e fertilização.

Este último aspecto é particularmente importante porque permite otimizar a recepção de água e fertilizantes pela planta, resultando em um maior crescimento da mesma e às vezes até uma produção muito maior do que no cultivo do solo.

Tomate cultivado em hidroponia

As plantas podem ser cultivadas em vasos, sacos, paletes sobre substratos de diferentes naturezas químicas e porosidades, como misturas de areia e perlita, fibra de coco, turfa e mais, nos quais se espera que água e nutrientes sejam introduzidos no meio ambiente. através da irrigação tradicional, atribuível a sistemas também utilizados em campo aberto, isto é, com aspersores localizados ou elevados.

Os sistemas mais interessantes e recentes requerem que o cultivo seja realizado sem o auxílio de nenhum substrato sólido e neste caso as raízes das plantas estão em contato direto com a solução aquosa rica em nutrientes. Isso pode ser feito através de uma fina lâmina de água corrente dentro de canais ocos e cilíndricos especiais (imagem abaixo, lado A), onde estão alojadas as raízes, ou com uma solução que cubra um volume muito maior, dentro de um tanque real cujo topo é fechada por painéis de poliestireno nos quais as plantas são inseridas (imagem abaixo, lado B).

Como já anunciado, os sistemas aquapônicos combinam aquicultura e hidroponia com benefício mútuo para ambos os sistemas (e para o empresário agrícola), mas como?

Água é o veículo a partir do qual começa a sinergia entre os sistemas

A característica mais óbvia que une os sistemas aquicultura e hidropônico é certamente a água, que também é o meio em que ocorrem todas as etapas que trazem benefícios para peixes e plantas.

Em um sistema aquapônico padrão, a água é introduzida no tanque dedicado à criação de peixes, junto com a ração, e é monitorada continuamente para garantir que os parâmetros de qualidade sejam adequados.

O rápido crescimento da concentração de substâncias sólidas em suspensão no meio aquoso (fezes, alimentos não ingeridos, flocos bacterianos), juntamente com amônia e amônio na urina, bem como dióxido de carbono tornam o ambiente potencialmente tóxico, do qual uma e a reciclagem de água bastante frequente, também em linha com o aumento da densidade de peixes por metro cúbico de água.

Enquanto a água nova é reintroduzida no tanque, a água "poluída" é retirada, tratada e encaminhada para os sistemas hidropônicos, dedicados ao crescimento das plantas.

O tratamento é realizado por bactérias específicas, principalmente as nitrificantes, que realizam a conversão da amônia em nitratos e a degradação de compostos sólidos em elementos químicos únicos, mais facilmente absorvíveis pelas raízes das plantas, como fonte de nitrogênio, fósforo, potássio e outros elementos.

A água assim obtida, rica em nitrogênio na forma de nitrato e outros elementos químicos importantes, é introduzida no ambiente produtivo das plantas, a partir de canais ou aspersores, e em muitos sistemas aquapônicos não é necessária nenhuma adição de fertilizante, mas para pelo contrário, já é abundante em si mesmo.

A água que resulta do “fim do curso” dos canais ou substrato é dita drenada, naturalmente desprovida de amônio, amônia, nitratos e outros elementos tóxicos para os peixes e, portanto, reintroduzida no tanque de aquicultura, encerrando o ciclo, conforme mostra o diagrama abaixo.

Diagrama sintético do ciclo aquapônico no qual cada etapa da produção está intimamente ligada às outras com benefício mútuo (Palm, H. W. et. Al, 2019).

Um interesse crescente em aquaponia

O interesse pela aquaponia pode ser visto em um gráfico elaborado por Goddek, et. a 2019, que destaca o crescente número de publicações, passíveis de experimentação científica por universidades e centros de pesquisa, de sistemas aquapônicos, tecnologias de hidroponia e aquaponia ou RAS (recirculating aquaculture technologies), no mundo (ver gráfico abaixo).

Embora o número de publicações ainda não esteja ao nível dos dois sistemas que o compõem, a tendência é certamente crescente e destinada a aumentar no futuro e a evoluir com o desenvolvimento das tecnologias. Ad hoc.

Número de artigos científicos publicados sobre aquaponia, hidroponia e aquicultura (RAS); note que para a aquicultura a escala é dividida em milhares de itens, ao invés de centenas como para os outros dois sistemas (Goddek, et. al, 2019).

Entrando em uma perspectiva mais corporativa, vemos que oaquaponia é um sistema de produção que valoriza os subprodutos da criação e do cultivo, resultando em economia de água, fertilizantes e área agrícola utilizável.

No entanto, existem diferentes tipos, o resultado da combinação das opções de escolha das espécies cultivadas e sua densidade (por exemplo, cultivo intensivo de trutas africanas, cultivo extensivo de enguias), combinado com a escolha no cultivo (por exemplo, produção de alface em tubos de drenagem, produção de manjericão em poliestireno flutuante), mas também à gestão tecnológica diferenciada das plantas, que pode incluir etapas intermediárias que complicam a cadeia de abastecimento, mas podem aumentá-la (figura abaixo). Essas etapas podem incluir a filtração de sólidos da aquicultura e seu pré-tratamento visando reduzir seu PH antes de introduzi-los na solução de culturas agrícolas, o transporte do vapor de água liberado pelas plantas durante o cultivo para o acúmulo de água desmineralizada. tanque, mas também a utilização de resíduos de biomassa (por exemplo, a parte verde do tomate) em biorreatores especiais para gerar energia e alimentar as bombas de oxigenação da fazenda.

Diagrama representativo das diferentes etapas intermediárias que podem estar presentes no ciclo aquapônico.

Estes diferentes tipos, com vista à economia da empresa, juntamente com as produções superiores que podem ser obtidas em ambos os sistemas, hidroponia e aquicultura, permitem ao empresário um retorno mais rápido do investimento do que alguns dos sistemas mais tradicionais, bem como uma melhor gestão dos recursos ambientais.

O autor deste artigo: o agrônomo Marco Giuliani

Marco Giuliani é engenheiro agrônomo especializado em projetos de sistemas hidropônicos e aquapônicos para estufas e fazendas verticais.

Agrônomo Marco Giuliani do Studio Zanotti

Artigo de Marco Giuliani deEstúdio Zanotti de Imola (BO)


Vídeo: Using Sump Tanks with Aquaponics u0026 Hydroponics (Julho 2021).