2.5 Recursos Hídri

2.5.1 Previsões

Fig. 2.1 Pegada de água (L por kg). Os peixes em sistemas RAS utilizam o mínimo de água de qualquer sistema de produção de alimentos

Além de exigir aplicações de fertilizantes, as práticas agrícolas intensivas modernas também exigem altas demandas nos recursos hídricos. Entre os fluxos bioquímicos (Fig. 2.1), acredita-se que a escassez de água seja um dos fatores mais importantes que restringem a produção de alimentos (Hoekstra et al. 2012; Porkka et al. 2016). Projetados aumentos populacionais globais e mudanças na disponibilidade de água terrestre devido às alterações climáticas, exigem um uso mais eficiente da água na agricultura. Como observado anteriormente, até 2050, a produção agrícola agregada precisará produzir 60% mais alimentos em todo o mundo (Alexandratos e Bruinsma 2012), com uma estimativa de 100% a mais nos países em desenvolvimento, com base no crescimento populacional e nas expectativas crescentes de padrões de vida (Alexandratos e Bruinsma 2012; OMS 2015). A fome em algumas regiões do mundo, assim como a desnutrição e a fome oculta, indicam que o equilíbrio entre a demanda e a disponibilidade de alimentos já atingiu níveis críticos e que a segurança alimentar e hídrica está diretamente ligada (McNeill et al. 2017). As previsões das alterações climáticas sugerem uma redução da disponibilidade de água doce e uma diminuição correspondente dos rendimentos agrícolas até o final do século XXI (Misra 2014).

Actualmente, o sector agrícola representa cerca de 70% do consumo de água doce a nível mundial e a taxa de retirada excede até 90% na maioria dos países menos desenvolvidos do mundo. A escassez de água aumentará nos próximos 25 anos devido ao crescimento populacional esperado (Connor et al. 2017; Esch et al. 2017), com a última modelagem que prevê a diminuição da disponibilidade de água no futuro próximo para quase todos os países (Distefano e Kelly 2017). A ONU prevê que a busca de práticas de negócios como de costume resultará em um déficit mundial de água de 40% até 2030 (Água 2015). A este respeito, à medida que o abastecimento de água subterrânea para irrigação está esgotado ou contaminado, e as regiões áridas experimentam mais seca e escassez de água devido às alterações climáticas, a água para a produção agrícola tornar-se-á cada vez mais valiosa (Ehrlich e Harte 2015a). A crescente escassez de recursos hídricos compromete não apenas a segurança hídrica para o consumo humano, mas também a produção global de alimentos (McNeill et al. 2017). Dado que a escassez de água é esperada mesmo em áreas que atualmente possuem recursos hídricos relativamente suficientes, é importante desenvolver técnicas agrícolas com baixos requisitos de entrada de água e melhorar a gestão ecológica das águas residuais através de uma melhor reutilização (FAO 2015a).

O Relatório Mundial de Desenvolvimento da Água das Nações Unidas para 2017 (Connor et al. 2017) centra-se nas águas residuais como uma fonte inexplorada de energia, nutrientes e outros subprodutos úteis, com implicações não só para a saúde humana e ambiental, mas também para a segurança alimentar e energética, bem como para a mitigação das mudanças climáticas. Este relatório apela a tecnologias adequadas e acessíveis, juntamente com quadros legais e regulamentares, mecanismos de financiamento e maior aceitabilidade social do tratamento de águas residuais, com o objetivo de alcançar a reutilização da água dentro de uma economia circular. O relatório também aponta para um relatório do Fórum Econômico Mundial de 2016 que enumera a crise hídrica como o risco global de maior preocupação nos próximos 10 anos.

O conceito de pegada hídrica como medida da utilização dos recursos hídricos por parte dos seres humanos foi apresentado para informar o desenvolvimento das políticas em matéria de utilização da água. Uma pegada hídrica tem três componentes: (1) água azul, que compreende as águas superficiais e subterrâneas consumidas durante a produção de produtos ou perdidas por evaporação, (2) água verde que é água da chuva utilizada especialmente na produção vegetal e (3) água cinzenta, que é água poluída mas ainda dentro da água existente padrões de qualidade (Hoekstra e Mekonnen 2012). Esses autores mapearam a pegada hídrica de países em todo o mundo e descobriram que a produção agrícola representa 92% do uso global de água doce, e a produção industrial usa 4,4% do total, enquanto a água doméstica apenas 3,6%. Isso suscita preocupações com a disponibilidade de água e resultou em esforços de educação pública destinados a aumentar a conscientização sobre as quantidades de água necessárias para produzir vários tipos de alimentos, bem como vulnerabilidades nacionais, especialmente em países escassos de água no Norte de África e no Oriente Médio.

2.5.2 Aquapônica e Conservação da Água

O conceito econômico de produtividade comparativa mede a quantidade relativa de um recurso necessário para produzir uma unidade de bens ou serviços. A eficiência é geralmente interpretada como sendo maior quando a exigência de entrada de recursos é menor por unidade de bens e serviços. No entanto, quando a eficiência da utilização da água é examinada num contexto ambiental, a qualidade da água também deve ser tida em conta, uma vez que a manutenção ou o aumento da qualidade da água também aumenta a produtividade (Hamdy 2007).

O crescente problema da escassez de água exige melhorias na eficiência do uso da água, especialmente em regiões áridas e semiáridas, onde a disponibilidade de água para a agricultura e a qualidade da água de descarga, são fatores críticos na produção de alimentos. Nessas regiões, a recirculação de água em unidades aquapônicas pode atingir uma notável eficiência de reutilização de água de 95 a 99% (Dalsgaard et al. 2013). A demanda de água também é inferior a 100 L/kg de peixe colhido, e a qualidade da água é mantida dentro do sistema de produção de culturas (Goddek et al. 2015). Obviamente, esses sistemas devem ser construídos e operados para minimizar as perdas de água; eles também devem otimizar suas proporções de água de peixe para plantas, uma vez que essa proporção é muito importante para maximizar a eficiência de reutilização de água e garantir a máxima reciclagem de nutrientes. Algoritmos de modelação e soluções técnicas estão sendo desenvolvidos para integrar melhorias em unidades individuais e entender melhor como gerenciar eficazmente e eficientemente a água (Vilbergsson et al. 2016). São fornecidas mais informações nos capítulos [9](/comunitária/artigos/capítulos 9-nutrientes-ciclagem em sistemas aquánicos) e [11](/comunitário/artigos/capítulo 11-aquaponics-sistemas-modelagem).

À luz das necessidades do solo, da água e dos nutrientes, a pegada hídrica dos sistemas aquánicos é consideravelmente melhor do que a agricultura tradicional, onde a qualidade e a procura da água, juntamente com a disponibilidade de terras aráveis, os custos dos fertilizantes e a irrigação são condicionantes à expansão (Fig. 2.1).

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Fig. 2.2 Rácios de conversão de ração (FCRs) baseados em kg de ração por peso vivo e kg de ração para porção comestível. Somente insetos, que são comidos inteiros em algumas partes do mundo, têm uma melhor RCF do que os peixes