11.6 Modelação Aquapônica Multi-loop

Os desenhos aquánicos tradicionais compreendem unidades aquacultura e hidropônicas que envolvem a recirculação de água entre ambos os subsistemas (Körner et al. 2017; Graber e Junge 2009). Em tais sistemas aquapônicos de um ciclo, é necessário fazer trocas entre as condições de ambos os subsistemas em termos de pH, temperatura e concentrações de nutrientes, uma vez que peixes e plantas compartilham um ecossistema (Goddek et al. 2015). Em contrapartida, os sistemas aquánicos de ciclo duplo dissociados separam as unidades RAS e hidropônicas umas das outras, criando ecossistemas isolados com vantagens inerentes tanto para plantas como para peixes. Recentemente, tem havido um maior interesse em fechar o ciclo em termos de nutrientes, bem como aumentar a eficiência de entrada-saída. Por esse motivo, remineralização (Goddek 2017; Emerenciano et al. 2017; Goddek et al. 2018; Yogev et al. 2016) e loops de dessalinização (Goddek e Keesman 2018) foram incorporados ao projeto geral do sistema. Tais sistemas são chamados de sistema aquapônico multi-loop dissociado (Goddek et al. 2016).

O dimensionamento dos respectivos subsistemas é fundamental para se dispor de um sistema de verificação e equilíbrio funcional. Para o dimensionamento de sistemas de um loop, geralmente é utilizada uma regra simples, determinando a área de cultivo hidropônica com base na alimentação diária da RAS (Knaus e Palm 2017; Licamele 2009). O maior grau de complexidade dos sistemas multi-loop não permite mais essa abordagem, pois ela vem com riscos inerentes para fazer pressupostos falsos para cada subsistema. Há um corpo crescente de literatura que examina os balanços de massa para sistemas aquapônicos (Körner et al. 2017; Goddek et al. 2016; Reyes Lastiri et al. 2016; Karimanzira et al. 2016). Embora algumas pesquisas tenham sido realizadas no desenvolvimento de modelos numéricos para sistemas aquapônicos de um e multiloop, não existe nenhum estudo único que integre um modelo aquapônico multi-loop com um modelo determinístico de estufa em grande escala complementado. Isso é particularmente relevante para o dimensionamento do sistema, uma vez que o crescimento das plantas e a absorção de nutrientes dependem da localização da transpiração das culturas como principal impulsionador. Em termos concretos, isso significa que o clima dentro de uma estufa - que é altamente dependente das condições climáticas externas - tem um alto impacto no crescimento das plantas devido a fatores ambientais como umidade relativa (HR), irradiação luminosa, temperatura, níveis de dióxido de carbono (COSub2/Sub), etc. que foram incorporados na modelação de microclima de estufa (Körner et al. 2007; Janka et al. 2018).