aquaponics
Estudando Aquapônica na Universidade Estadual de Kentucky - Uma revisão por Joe Pate
[Kentucky State University] (http://www.ksuaquaculture.org/) (KYSU ou KSU) é [uma universidade historicamente negra] (https://en.wikipedia.org/wiki/Historically_black_colleges_and_universities) fundada em 1886 em Frankfort, Kentucky. Em 1890, a KYSU tornou-se [uma universidade de concessão de terras] (https://en.wikipedia.org/wiki/Land-grant_university) e continuou a crescer em uma excelente escola e lar de um dos melhores programas de aquicultura de água doce do país. Lembro-me da primeira vez que vim para a KYSU, eu estava estudando no Berea College, uma hora ao sul da KYSU, quando tive a oportunidade de participar de uma oficina aquapônica organizada pela KYSU.
· Joe Pate9.5 Conclusões
9.5.1 Desvantagens atuais da ciclagem de nutrientes em Aquaponics Na hidroponia, a solução nutritiva é determinada com precisão e a entrada de nutrientes no sistema é bem compreendida e controlada. Isso torna relativamente fácil adaptar a solução nutritiva para cada espécie vegetal e para cada estágio de crescimento. Na aquaponia, de acordo com a definição (Palm et al. 2018), os nutrientes têm de se originar pelo menos 50% de alimentos para peixes não consumidos, fezes sólidas de peixe e excreções solúveis em peixes, dificultando assim a monitorização das concentrações de nutrientes disponíveis para a captação das plantas.
· Aquaponics Food Production Systems9.4 Balanço de Massa: O que acontece com os nutrientes uma vez que eles entram no Sistema Aquapônico?
9.4.1 Contexto O funcionamento dos sistemas aquapônicos baseia-se em um equilíbrio dinâmico dos ciclos de nutrientes (Somerville et al. 2014). Por conseguinte, é necessário compreender estes ciclos para optimizar a gestão dos sistemas. Plantas que crescem hidroponicamente têm requisitos específicos, que devem ser atendidos durante seus vários estágios de crescimento (Resh 2013). Portanto, as concentrações de nutrientes nos diferentes compartimentos do sistema devem ser monitoradas de perto e os nutrientes devem ser complementados para evitar deficiências (Resh 2013; Seawright et al.
· Aquaponics Food Production Systems9.3 Processos microbiológicos
9.3.1 Solubilização A solubilização consiste na quebra das moléculas orgânicas complexas que compõem os resíduos de peixes e alimentam os restos em nutrientes sob a forma de minerais iónicos que as plantas podem absorver (Goddek et al. 2015; Somerville et al. 2014). Tanto na aquicultura (Sugita et al. 2005; Turcios e Papenbrock 2014) como na aquapônica, a solubilização é conduzida principalmente por bactérias heterotróficas (van Rijn 2013; Cap. 6) que ainda não foram totalmente identificadas (Goddek et al.
· Aquaponics Food Production Systems9.2 Origem dos Nutrientes
As principais fontes de nutrientes num sistema aquapónico são os alimentos para peixes e a água adicionada (contendo Mg, Ca, S) (ver [secção 9.3.2.](/comunitária/artigos/9-3-microbiológico-processos #932 -Nitrificação)) no sistema (Delaide et al. 2017; Schmautz et al. 2016) conforme elaborado em [Cap. 13](/comunitário/artigos/part-iii-perspective-para-desenvolvimento sustentável). No que diz respeito aos alimentos para peixes, existem dois tipos principais: alimentos à base de peixe e alimentos à base de plantas. A farinha de peixe é o tipo clássico de ração usado na aquicultura, onde lipídios e proteínas dependem de farinha de peixe e óleo de peixe (Geay et al.
· Aquaponics Food Production Systems9.1 Introdução
Os sistemas Aquaponic oferecem várias vantagens quando se trata de produzir alimentos de forma inovadora e sustentável. Além dos efeitos sinérgicos do aumento da concentração aérea de COSub2/sub para culturas em estufa e da diminuição do consumo total de energia térmica ao cultivar peixes e culturas no mesmo espaço (Körner et al. 2017), a aquapônica tem duas vantagens principais para a ciclagem de nutrientes. Em primeiro lugar, a combinação de um sistema de aquicultura recirculante com a produção hidropônica evita a descarga de efluentes aquícolas enriquecidos em azoto dissolvido e fósforo em águas subterrâneas já poluídas (Buzby e Lin 2014; Guangzhi 2001; van Rijn 2013) e, em segundo lugar, permite a fertilização de as culturas sem solo com o que pode ser considerado uma solução orgânica (Goddek et al.
· Aquaponics Food Production Systems8.7 Impacto ambiental
Com base no Exemplo 8.2, há evidências de que o tratamento de lodo em digestores pode ter um impacto benéfico na reutilização de nutrientes, especialmente fósforo. Os sistemas biorreatores, como um sistema sequencial de reatores UASB em dois estágios, podem aumentar a eficiência da reciclagem de fósforo em até 300% ([Chap. 10](/comunidade/artigos/capítulos 10-tratamentos aeróbicos-para-aquapônica-redução-e-mineralização)). Anteriormente, em [Chap. 2](/comunidade/artigos/capítulos 2-aquaponics-closing-the-ciclo-on-limited-água-e-e-nutriente-recursos), discutimos o paradoxo do fósforo em relação à escassez de fosfato e problemas de eutrofização.
· Aquaponics Food Production Systems8.6 Impacto Econômico
Tecnologias que geram menos lucro, mas são melhores para o meio ambiente geralmente só são implementadas quando os operadores recebem um incentivo sob a forma de subsídios ou políticas os forçam a fazê-lo. No caso dos sistemas aquaponicos de uma linha, o apelo reside na nova tecnologia e na abordagem do sistema para a utilização sustentável dos recursos e não no seu potencial económico. No entanto, publicações recentes fornecem evidências para ganhos de produção: folhas verdes crescem melhor em ambientes desacoplados do que em sistemas hidropônicos estéreis (Delaide et al.
· Aquaponics Food Production Systems8.5 Monitoramento e controle
No controle de feedback clássico, como o controle PI ou PID (Proporcional-Integral-Derivative), as variáveis controladas (CV) são medidas diretamente, comparadas com um setpoint, e posteriormente alimentadas de volta ao processo através de uma lei de controle de feedback. Na Fig. 8.10, os sinais, sem o argumento de tempo, são denotados por uma pequena letra, em que y é a variável controlada (CV) que é comparada com o sinal de referência (setpoint) r.
· Aquaponics Food Production Systems8.4 Dimensionamento de sistemas multi-loop
Dimensionar um sistema aquapônico requer equilibrar a entrada e a saída de nutrientes. Aqui, aplicamos basicamente o mesmo princípio que o dimensionamento de um sistema de um loop. No entanto, esta abordagem é um pouco mais complicada, mas será totalmente ilustrada com a ajuda de um exemplo. Fig. 8.5 Esquema que mostra o balanço de massa dentro de um sistema aquaponico de quatro ciclos; onde msubfeed/sub são os nutrientes dissolvidos adicionados ao sistema através de alimentação.
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