15.2 O conceito de Smarthoods

Para desbloquear todo o potencial do nexo Alimentar-Água-Energia no que diz respeito às microredes descentralizadas, uma abordagem totalmente integrada centra-se não apenas na energia (microrede) e nos alimentos (aquapônica), mas também na utilização do ciclo da água local. A integração de vários sistemas de água (como coleta, armazenamento e tratamento de águas residuais) em microredes aquáticas integradas produz o maior potencial de eficiência, resiliência e circularidade. O conceito de uma microrede alimento-água-energia totalmente integrada e descentralizada será a partir de agora referido como um Smarthood (bairro inteligente) e é representado na Fig. 15.2.

O benefício da implementação da aquapônica no conceito de Smarthoods é seu potencial para contribuir para otimizar os fluxos integrados de nutrientes, energia e água (Fig. 15.1). Este potencial de integração vai muito além do já mencionado

A Alimenta-Água-Energética

30% da demanda global de energia é utilizada para a agricultura 70% da demanda mundial de água doce é utilizada para a agricultura

Fig. 15.1 O nexo alimento-água-energia mostra a interação entre energia, água e produção de alimentos (baseado em IRENA 2015)

img src=“media/image-20201002190013698.png” alt=“Sistemas Aquaponics desacoplados em um Smarthood” style=“zoom: 67%;”/

Fig. 15.2 A integração de sistemas aquapônicos dissociados (conforme descrito em [Chap. 8](/comunidade/artigos/capítulos 8-sistemas aquánicos desacoplados)) em um ambiente local descentralizado, conforme projetado para o conceito Smarthoods. As setas verdes mostram até que ponto um sistema aquapônico pode interagir com o sistema geral. As setas vermelhas representam fluxos de calor, as setas azuis fluem água e as setas amarelas de energia fluem

cruzamentos entre os sistemas energéticos e alimentares. Por exemplo, os fluxos de resíduos biodegradáveis que ocorrem podem ser tratados em reatores anaeróbios (por exemplo, UASB) e gerar biogás e bio-fertilizantes (Goddek et al. 2018). Mesmo as lamas desmineralizadas podem ser utilizadas como estrume líquido em terras cultivadas convencionais.

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Fig. 15.3 Foto ilustrada de De Ceuvel (fonte: Metabólica — www.metabolic.nl)

Exemplo 15.1

Um dos primeiros exemplos de um desenvolvimento urbano de microrede aquapônica integrada é De Ceuvel, um estaleiro anteriormente abandonado em Amsterdão-Norte que foi convertido em um espaço de escritório auto-suficiente e hub recreativo. De Ceuvel serve como um testbed para novas tecnologias e políticas destinadas a criar uma economia circular. Possui uma micrograde totalmente elétrica, incluindo solar fotovoltaica, bombas de calor e troca de energia peer-to-peer sobre a cadeia de blocos usando seu próprio token de energia: o Jouliette ¹. Uma pequena instalação aquapônica produz ervas e vegetais para o restaurante no local. O mesmo restaurante utiliza biogás extraído de resíduos orgânicos produzidos localmente para as suas actividades culinárias, bem como para o aquecimento do espaço. Além disso, há um laboratório presente que é usado para testar a qualidade da água e extrair fosfatos e nitratos.

Embora De Ceuvel não esteja atualmente usando ativamente a instalação aquapônica para aumentar a flexibilidade de sua microrede, sensores estão sendo instalados para monitorar os fluxos de energia e nutrientes, a fim de avaliar seu desempenho. Estes dados serão utilizados para auxiliar no desenvolvimento de microredes aquapônicas urbanas integradas mais recentes e inteligentes, como o conceito de Smarthoods proposto neste capítulo. Os casos de uso precoce encontrados em laboratórios urbanos como De Ceuvel são essenciais para o desenvolvimento bem-sucedido do conceito de Smarthoods (Fig. 15.3).

Embora uma abordagem holística para sistemas urbanos FWE, como os conceitos Smarthoods, produza muitos benefícios, a integração de sistemas aquapônicos em microredes permanece muito dependente do caso. Os sistemas de produção de alimentos aquapônicos são caracterizados por um maior rendimento e uma menor pegada de água, nutrientes e energia do que os sistemas agrícolas convencionais; no entanto, eles também são mais caros de construir. Eles são, portanto, mais adequados em locais que exigem altos rendimentos devido, por exemplo, a limitações de espaço. Nas zonas urbanas densas, pode nem sempre haver espaço suficiente para construir uma instalação aquapônica, enquanto que, para as zonas rurais, o custo da terra pode ser demasiado baixo para justificar a construção de uma instalação aquapônica de última geração; uma instalação agrícola padrão com custos de financiamento e rendimento mais baixos será mais adequada em tais casos. O caso de uso mais ideal para uma instalação aquapônica integrada é aquele em que há espaço suficiente disponível, e um alto rendimento por área é necessário para compensar o custo do uso do solo. Os bairros suburbanos e outras zonas urbanas (por exemplo, um armazém abandonado) são, portanto, mais susceptíveis de ver a primeira implementação de microredes integradas numa instalação aquapónica (ver exemplo 15.1).