21.5 Avaliação de Impacto como Estrutura de Concepção
O crescimento da aquapônica e as reivindicações generalizadas de que a aquapônica é mais sustentável do que outras formas de produção de alimentos estimularam a discussão e a pesquisa sobre como esses sistemas são realmente sustentáveis. A avaliação do ciclo de vida (ACV) é um dos principais métodos de quantificação que pode ser usado para analisar a sustentabilidade tanto na agricultura quanto nos ambientes construídos, avaliando os impactos ambientais dos produtos ao longo de sua vida útil. Para um edifício, um ACL pode ser dividido em dois tipos de impacto — impacto embodied, que inclui extração de material, fabricação, construção, demolição e descartão/reutilização de tais materiais, e impacto operacional que se refere à manutenção de sistemas de edifícios (Simonen 2014). Da mesma forma, a realização de uma avaliação de um produto agrícola também pode ser dividida no impacto estrutural do envelope do edifício e infra-estrutura do sistema, impacto na produção associado ao cultivo contínuo e impacto _pós-colheita da embalagem, armazenamento e distribuição (Payen et al. 2015). A condução de uma ACV de uma fazenda aquapônica requer a compreensão simultânea de impactos de construção e agricultura, uma vez que há uma sobreposição na fase operacional do envelope com a fase de produção de uma cultura. A maneira como um edifício opera seus sistemas de aquecimento, resfriamento e iluminação influencia diretamente o cultivo da cultura; inversamente, diferentes tipos de culturas exigem condições ambientais diferentes. Existem inúmeros estudos comparando resultados de ACV para diferentes tipos de edifícios situados em diferentes contextos (Zabalza Bribián et al. 2009). Da mesma forma, a ACL tem sido utilizada pelo setor agrícola para comparar eficiências para diferentes culturas e sistemas de cultivo (He et al. 2016; Payen et al. 2015). A avaliação do desempenho da agricultura ambiental controlada e da aquaponia, em particular, requer uma integração hábil das duas metodologias numa única avaliação (Sanyé-Mengual 2015).
O quadro proposto para a fazenda aquapônica LCA (Fig. 21.11) é intencionalmente amplo para capturar uma ampla gama de tipologias agrícolas encontradas no campo. Para aplicar os resultados da ACL às explorações existentes, devem ser incluídos fatores como dados climáticos e econômicos para validar a avaliação ambiental (Goldstein et al. 2016; Rothwell et al. 2016)
A seção a seguir discute uma coleção de estratégias de projeto de recinto aquapônico baseado no inventário de ACV de fazendas aquapônicas que sintetiza a literatura existente com estudos de caso e sugere orientações para trabalhos futuros. A integração única de impactos aquánicos e relacionados com edifícios é de particular interesse.
Quadro 21.3 Comparação das tipologias da agricultura do ambiente controlado
tabela cabeça tr class=“cabeçalho” TCEA tipo/th th benefícios /th th Os desafios /th th Custos e receitosupa/sup /th /tr /cabeça tbody tr class=“ímpar” td rowspan=2 estufas de média-tecnologia/td td Depende quase inteiramente de energia solar, baixa exigência de energia adicional /td td Opções limitadas de controle ambiental, suscetíveis a flutuações ambientais /td td rowspan=2 Custo de construção superior mais baixo (aprox. 30—100 $/msup2/sup) /td /tr tr class=“mesmo” td Menor dependência de materiais e fontes de energia não renováveis /td td Aplicável apenas a espécies de peixes com uma elevada tolerância à temperatura (se os tanques estiverem em estufa) /td /tr tr class=“ímpar” td rowspan=2 Estufas solares passivas/td td Depende de sistemas passivos, usa massa térmica, (incluindo os tanques de peixes) para amortecer oscilações de temperatura /td td Controle com sistemas passivos precisa de mais experiência e design deliberado /td td rowspan=2 Custo de construção superior mais baixo (aprox. 30—100 $/msup2/sup) /td /tr tr class=“mesmo” td Baixo consumo de energia, potencialmente sem necessidade de combustível fóssil /td td Exigir iluminação suplementar, se estiver localizado nas latitudes do norte devido aos baixos níveis de luz /td /tr tr class=“ímpar” td rowspan=2 estufas de alta tecnologia/td td Níveis mais altos de controles /td td Depende de sistemas ativos para calor, resfriamento, ventilação e iluminação suplementar /td td rowspan=2 Alto custo up-front/ construção, (aprox. 100—200 $/msup2/sup e mais) /td /tr tr class=“mesmo” td Alta produtividade com potencial para aumentar a escala /td td Alto consumo de energia e custo de operação /td /tr tr class=“ímpar” td rowspan=5 Greenhouses/td td Níveis mais altos de controles /td td rowspan=2 Depende de sistemas ativos para calor, resfriamento, ventilação e iluminação suplementar /td td rowspan=5 Custo de construção superior muito alto (aprox. 300—500 $/msup2/sup) /td /tr tr class=“mesmo” td Alta produtividade /td /tr tr class=“ímpar” td rowspan=3 Potencial de sinergias energéticas e ambientais, se integrado ao edifício anfitrião /td td Alto consumo de energia e custo de operação /td /tr tr class=“mesmo” td Requer conformidade com o código ao nível de edifícios de escritórios comerciais /td /tr tr class=“ímpar” td O transporte de suprimentos para o telhado é um desafio de infraestrutura /td /tr tr class=“mesmo” td rowspan=4 Espaços de crescimento interior/td td Possível reutilização adaptativa de edifícios industriais /td td Depende inteiramente da iluminação elétrica e dos sistemas de controle ativo para aquecimento, resfriamento e ventilação /td td Custo up-front/construção pode ser menor se o edifício existente pode ser usado /td /tr tr class=“ímpar” td Alta produtividade por unidade de espaço ocupado, apesar de sistemas em crescimento empilhados /td td rowspan=3 Alto consumo de energia e custo de operação /td td rowspan=3 O custo depende também do sistema em crescimento, empilhando vários níveis /td /tr tr class=“mesmo” td Alto nível de isolamento possível /td /tr tr class=“ímpar” td Reduzida perda de calor durante os meses de inverno /td /tr /tbody /tabela
supa/sup Baseado em Proksch (2017)
Fig. 21.11 Exemplo de um processo integrado de LCA, incluindo o desempenho do edifício e do sistema aquapônico. (Baseado em Sanyé-Mengual et al. 2015).
21.5.1 Impactos incorporados: Energia incorporada e carbono incorporado
Estrutura de Materiais e Construção Energia incorporada é o cálculo da soma da energia usada para extrair, refinar, processar, transportar, produzir e montar um material ou produto. Carbono incorporado é a quantidade de COSub2/Sub emitida para produzir o mesmo material ou produto. Em comparação com as operações agrícolas convencionais de campo aberto, o impacto incorporado de um sistema de crescimento ambiental controlado é maior devido ao aumento da extração e fabricação de materiais na fase de construção (Ceron-Palma et al. 2012). Por exemplo, na estufa do telhado ICTA-ICP, a estrutura do envelope gera 75% mais Potencial de Aquecimento Global (GWP) do que uma estrutura de estufa multi-túnel baseada em solo devido à quantidade de policarbonato utilizado na construção (Sanyé-Mengual et al. 2015). Da mesma forma, uma simulação de estufa integrada situada em Boston resultou em um aumento dos impactos ambientais na fase de construção, devido à extração de minérios de ferro para a fabricação de aço estrutural (Goldstein 2017). Os impactos incorporados associados a envelopes ambientais controlados podem ser atenuados através do uso inteligente de materiais (dado que os ajustes do código de construção são feitos para evitar o excesso de dimensionamento dos membros estruturais), mas, no entanto, superariam os da agricultura tradicional. Cultivar alimentos em um envelope construído sempre será mais intensivo em recursos no início do que simplesmente plantar vegetais em um campo aberto, embora também aumentará drasticamente a quantidade de alimentos que podem ser produzidos por área no mesmo período de tempo.
Para evitar impactos ambientais relacionados com a estrutura, algumas operações aquánicas utilizam edifícios existentes em vez de construir um novo envelope. A Urban Organics em St. Paul, Minnesota, EUA, reformou dois edifícios de cervejaria como seus espaços interiores de cultivo. Em outro exemplo de reutilização adaptativa, a The Plant em Chicago, Illinois, EUA opera sua incubadora de alimentos e fazenda urbana coletiva em um prédio de fábrica de 1925 usado anteriormente pela Peer Foods como uma instalação de embalagem de carne (Fig. 21.12). Os equipamentos de isolamento e refrigeração existentes foram reaproveitados para controlar as flutuações de temperatura na instalação aquapônica experimental.
Equipamento Aquapônico e Substrato Quando integrado em edifícios, a escolha do material para tanques aquapônicos torna-se uma importante consideração de projeto, uma vez que pode limitar a montagem e o transporte para o edifício. Por exemplo, as peças de polietileno podem ser montadas no local usando soldagem plástica, mas isso não é possível com peças de fibra de vidro (Alsanius et al. 2017). Além disso, a fabricação de equipamentos de sistema aquapônico pode contribuir significativamente para o impacto ambiental global — por exemplo, o poliéster reforçado com fibra de vidro usado para o tanque de água de 100 msup3/sup na estufa de cobertura ICTAICP é responsável por 10 a 25% do impacto ambiental na fabricação estágio (Fig. 21.13). A escolha do substrato para plantas em um sistema aquapônico tem uma ramificação de peso para a estrutura do edifício hospedeiro, mas também contribui para o impacto ambiental. Em um estudo recente realizado sobre a aquapônica integrada com paredes vivas, lã mineral e fibra de coco foram comparáveis, apesar de uma ser compostável e a outra ser de uso único (Khandaker e Kotzen 2018).
Fig. 21.12 The Plant (Chicago, Illinois, EUA)
Manutenção da estrutura e do equipamento A seleção inicial do material para equipamentos aquapônicos e componentes do envelope determina a manutenção a longo prazo das fazendas aquapônicas. A fabricação de materiais mais duráveis, como vidro ou plásticos rígidos, requer um investimento inicial maior em recursos ambientais do que os filmes plásticos; no entanto, os filmes exigem substituição com mais frequência — por exemplo, espera-se que o vidro permaneça funcional por mais de 30 anos, enquanto o revestimento mais convencional filme de polietileno só pode durar de 3 a 5 anos antes de se tornar muito opaco (Proksch 2017). Dependendo da vida útil pretendida de um envelope do sistema aquapônico, pode ser mais vantajoso escolher um material com uma vida útil mais curta e um menor impacto na fabricação. O filme ETFE utilizado na estufa solar Aquaponic é um compromisso promissor entre longevidade e sustentabilidade, embora sejam necessárias mais pesquisas. O equipamento aquapônico padrão consiste em tanques de água e tubulação. A tubulação para sistemas aquapônicos é muitas vezes fabricada a partir de PVC, o que produz um impacto ambiental significativo em seu processo de fabricação, mas não requer substituição por até 75 anos. Alguns fornecedores aquapônicos oferecem bambu como uma alternativa orgânica.
Fig. 21.13 Seção de edifícios com estufas no telhado por Harquitectes, edifício ICTA-ICP (Bellaterra, Espanha)
21.5.2 Impactos operacionais
Energia Em 2017, 39% do consumo total de energia nos Estados Unidos correspondia ao setor da construção (EIA). O setor agrícola representou aproximadamente 1,74% do consumo total de energia primária dos EUA em 2014, contando fortemente com gastos indiretos na forma de fertilizantes e pesticidas (Hitaj e Suttles 2016). A eficiência energética é um campo de pesquisa bem estabelecido dentro do ambiente construído e da agricultura, muitas vezes definindo os impactos operacionais de um produto, construção ou fazenda na ACV geral (Mohareb et al. 2017). Integrar o uso de energia de edifícios e agrícolas pode otimizar o desempenho de ambos (SanJuandelMás et al. 2018).
Aquecimento Os requisitos energéticos para o aquecimento de espaços de crescimento são de particular interesse nos climas do norte, onde o prolongamento de uma estação de crescimento naturalmente curta confere às explorações aquánicas integradas à construção uma vantagem competitiva no mercado (Benis e Ferrão 2018). No entanto, em climas mais frios, o consumo de energia por sistemas de aquecimento ativo contribui significativamente para o impacto ambiental geral — em uma avaliação de espaços de crescimento condicionados em Boston, Massachusetts, os custos de aquecimento neutralizaram os benefícios da eliminação de milhas alimentares na cadeia alimentar urbana (Benis et al. 2017b; Goldstein 2017). Isso não é verdade nos climas mediterrânicos, onde as condições climáticas são propícias à agricultura e onde as estruturas de estufa convencionais e quase durante todo o ano podem depender do aquecimento solar passivo (Nadal et al. 2017; Rothwell et al. 2016).
Em climas frios e quentes, a integração de sistemas de crescimento de ambiente controlado em telhados existentes pode fornecer isolamento para o edifício anfitrião - uma fazenda em Montreal, Quebec relata capturar 50% das necessidades de aquecimento de estufa da estrutura hospedeira existente, reduzindo assim a carga de aquecimento (Goldstein 2017). Os sistemas de iluminação também podem ser parcialmente responsáveis por satisfazer a demanda de aquecimento em aplicações de crescimento vertical interior, como fábricas de plantas ou contêineres de transporte (Benis et al. 2017b).
A captura de calor residual é outra estratégia de projeto promissora que pode otimizar o desempenho da estrutura do host e do sistema em crescimento. Estudos pós-ocupação da estufa experimental no telhado do ICTA-ICP em Bellaterra, Espanha indicam que a integração do edifício com a estufa produziu uma economia equivalente de carbono de 113,8 kg/msup2/sup/ano em comparação com uma estufa independente convencional aquecida com óleo (Nadal et al. 2017). Sem intervenção dos sistemas ativos de aquecimento, ventilação e ar condicionado (AVAC), a massa térmica do edifício do laboratório hospedeiro elevou a temperatura da estufa em 4.1C durante os meses mais frios, possibilitando o cultivo da cultura do tomate durante todo o ano.
Refrigeração Em climas mediterrânicos e tropicais, o resfriamento artificial é muitas vezes um requisito para cultivar produtos durante todo o ano. Em uma simulação de estufa no telhado, as cargas de resfriamento representaram até 55% do total das demandas energéticas agrícolas em Singapura e no clima mais temperado de Paris, 30% (Benis et al. 2017b). As demandas de energia de resfriamento são especialmente altas em climas áridos, que podem se beneficiar mais com a redução dos custos de transporte convencionais para produtos perecíveis (Graamans et al. 2018; Ishii et al. 2016). O resfriamento evaporativo, o resfriamento de nevoeiro e o sombreamento são algumas estratégias para baixar as temperaturas em fazendas aquapônicas e melhorar o desempenho da fazenda em termos de rendimento.
Os sistemas aquapônicos integrados em edifícios têm a vantagem de armazenar massa térmica em tanques de peixes para aliviar o resfriamento e as cargas de aquecimento. Nos casos em que esse modo de resfriamento passivo não satisfaz a demanda de resfriamento, o resfriamento evaporativo é mais comumente usado. A estufa Sustainable Harvesters produz alface para a área de Houston, Texas, EUA durante todo o ano usando um sistema de resfriamento de ventilador e almofada, um subconjunto de tecnologia de resfriamento evaporativo. O ar quente de fora do envelope passa pela primeira vez por um meio de celulose úmida antes de entrar no espaço de crescimento. Como resultado, o ar interior é mais frio e mais úmido. O resfriamento por evaporação é mais eficaz em climas secos, mas requer alto uso de água, o que pode ser uma limitação para fazendas em áreas áridas do mundo.
Refrigeração de nevoeiro é uma estratégia alternativa. Em uma estufa resfriada por nevoeiro, as plantas são periodicamente nebulizadas com água de aspersores aéreos até que o espaço atinja a temperatura desejada para o cultivo. O resfriamento de nevoeiro usa menos água do que o resfriamento evaporativo, mas aumenta a umidade relativa de um espaço em crescimento. Se emparelhado com a estratégia de ventilação correta, o resfriamento de névoa pode ser uma tecnologia de economia de água particularmente adequada para regiões áridas (Ishii et al. 2016). Além disso, o resfriamento do nevoeiro diminui a taxa de evapotranspiração nas plantas, o que é fundamental para otimizar o metabolismo das plantas em sistemas aquapônicos (Goddek 2017). A principal estufa das fazendas Superior Fresh usa um sistema informatizado de resfriamento de nevoeiro para manter as temperaturas de cultivo durante a estação quente.
Dispositivos de sombreamento também podem contribuir para reduzir as temperaturas de estufa. Tradicionalmente, a lavagem sazonal de cal de estufas foi usada para reduzir os níveis de radiação solar durante os meses mais quentes (Controled Environment Agriculture 1973). No entanto, o sombreamento pode ser integrado com outras funções de construção. Uma estratégia de sombreamento promissora está usando módulos fotovoltaicos semi-transparentes para resfriar simultaneamente o espaço e produzir energia (Hassanien e Ming 2017). A estufa solar Aquaponic combina a sua matriz fotovoltaica com a funcionalidade de sombreamento; utiliza painéis rotativos de alumínio como dispositivos de sombreamento que funcionam como coletores solares com a ajuda de células fotovoltaicas montadas. O sistema fotovoltaico integrado transforma o excesso de radiação solar em energia elétrica.
Iluminação A principal vantagem das estufas sobre os espaços interiores de cultivo é a sua capacidade de capitalizar a luz do dia para facilitar a fotossíntese. No entanto, as explorações em climas extremos podem achar que as cargas de aquecimento ou resfriamento satisfatórias para um envelope transparente não são financeiramente viáveis; neste caso, os agricultores podem optar por cultivar culturas em espaços de cultivo interiores com um envelope isolado (Graamans et al. 2018). As fazendas aquapônicas que operam em espaços de cultivo internos dependem de iluminação elétrica eficiente para produzir culturas.
Muitos avanços na iluminação agrícola contemporânea se originaram em fábricas de plantas japonesas, usadas para otimizar o rendimento de plantas em sistemas hidropônicos densos, substituindo a luz solar por comprimentos de onda leves projetados (Kozai et al. 2015). Atualmente, a iluminação LED é a escolha mais popular para sistemas de iluminação hortícola elétrica. São 80% mais eficientes do que as lâmpadas de descarga de alta intensidade e 30% mais eficientes do que as suas contrapartes fluorescentes (Proksch 2017). A iluminação LED continua a ser investigada para otimizar a eficiência energética e o rendimento das culturas (Zhang et al. 2017). Estufas de grande escala como Superior Fresh, Wisconsin, EUA dependem de regimes de iluminação computadorizados e suplementares para estender o período de fotossíntese de sua cultura nas latitudes do norte.
Geração de energia Limitada pelos mesmos fatores que todos os CEA, a gestão energética de uma fazenda aquapônica depende do clima exterior, da seleção de culturas, do sistema de produção e do projeto da estrutura (Graamans et al. 2018). O cultivo de produtos por meio da aquapônica não é inerentemente sustentável se não for gerenciado adequadamente — todos os fatores acima podem afetar a eficiência energética para melhor ou pior (Buehler e Junge 2016). Em muitos casos, o CEA é mais intensivo em energia do que a agricultura de campo aberto convencional; no entanto, maiores gastos de energia podem ser justificados se a maneira como nós fontes de energia muda para fontes renováveis e estratégias eficientes para aquecimento, resfriamento e iluminação são incorporadas ao projeto da fazenda.
A geração de energia fotovoltaica (PV) pode desempenhar um papel importante na compensação de impactos operacionais para a aquaponia ambiental controlada, reduzindo a tensão ambiental. Em um exemplo de uma estufa de alta tecnologia na Austrália, o uso de energia de uma matriz fotovoltaica causou uma redução de 50% nas emissões de gases de efeito estufa do ciclo de vida em comparação com o cenário convencional da rede (Rothwell et al. 2016). A geração de energia renovável pode ser combinada com fazendas aquapônicas, se o espaço permitir — por exemplo, a estufa aquapônica Lucky Clays Fresh em uma fazenda rural na Carolina do Norte funciona com energia gerada por turbinas eólicas e painéis fotovoltaicos que estão situados em outro lugar na parcela do proprietário.
Água A eficiência do uso da água tem sido frequentemente citada como um grande benefício da CEA e dos sistemas hidropônicos (Despommier 2013; Specht et al. 2014). Os sistemas aquapônicos são ainda mais adequados para aumentar a eficiência da água — onde 1 kg de peixe produzido em um sistema aquícola convencional requer entre 2500 e 375.000 L, a mesma quantidade de peixes criados em um sistema aquapônico requer menos de 100 L (Goddek et al. 2015). A captura de águas pluviais e a reutilização de águas cinzentas têm sido propostas como duas estratégias para compensar ainda mais os impactos da exploração de uma fazenda hidropônica ou aquapônica. Na estufa ICTA-ICP existente, 80-90% das necessidades de água para a produção de tomates em um sistema hidropônico agregado foram cobertas pela captura de água da chuva dentro de um ano após a operação (Sanjuan-Delmás et al. 2018). No entanto, a capacidade da captura da água da chuva para atender à demanda de culturas depende do contexto climático. Em um estudo que avaliou a viabilidade da produção de estufa de cobertura em parques de varejo existentes em oito cidades ao redor do mundo, sete encontraram autossuficiência de culturas através da captura de água da chuva — apenas Berlim não o fez (Sanyé-Mengual et al. 2018).
Algumas instalações existentes da CEA já reutilizam a água cinzenta para melhorar a eficiência (Benke e Tomkins 2017). No entanto, a reutilização de água cinzenta num contexto urbano é actualmente limitada devido à falta de apoio regulamentar e à investigação actualmente em curso sobre os riscos para a saúde do uso de água cinzenta na agricultura. Piloto de reutilização de água cinzenta, a Maison Productive em Montreal recolhe água cinzenta dos usos domésticos para complementar a sua colecção de águas pluviais para irrigar jardins e uma estufa comum para a produção de alimentos que nove unidades residenciais compartilham (Thomaier et al. 2015). Com mais avanços na política de tratamento de águas cinzentas, a aquapônica integrada de edifícios pode aproveitar o ciclo da água existente em vez de depender de fontes municipais.
Do ponto de vista arquitetônico, a distribuição de água em um sistema aquapônico é susceptível de apresentar um desafio estrutural. Os tanques de peixes aquapônicos pesam mais do que os leitos hidropônicos e podem limitar os tipos de estruturas viáveis para a modernização de uma fazenda aquapônica. O meio de crescimento também requer consideração — os sistemas de cultura de águas profundas (DWC) exigem um volume grande e pesado de água, enquanto os sistemas de técnica de filme nutriente (NFT) são leves, mas caros de fabricar (Goddek et al. 2015).
Nutrientes Em comparação com a agricultura de campo aberto convencional, a CEA reduz a necessidade de fertilizantes e pesticidas, já que o agricultor pode separar fisicamente a cultura de condições externas adversas (Benke e Tomkins 2017). No entanto, devido à densidade de um sistema aquapônico, as doenças de plantas ou peixes podem se espalhar rapidamente se um patógeno se infiltrar no espaço. Opções preventivas como o uso de insetos predadores ou medidas rigorosas de controle ambiental, como uma entrada “tampão”, podem evitar esse risco (Goddek et al. 2015).
A integração de diferentes necessidades de nutrientes para peixes e culturas é um desafio em sistemas aquapônicos singlerecirculantes (Alsanius et al. 2017). Geralmente, as plantas exigem concentrações mais elevadas de nitrogênio do que os peixes podem suportar e uma seleção cuidadosa de culturas e peixes pode corresponder aos requisitos de nutrientes para otimizar os rendimentos, mas ainda é difícil de alcançar. Sistemas desacoplados (DRAPS) foram propostos para separar o ciclo da água da aquicultura do hidropônico para alcançar as concentrações desejadas de nutrientes, mas ainda não é comumente aplicado em fazendas comerciais (Suhl et al. 2016). A Urban Organics com sede em St. Paul, Minnesota, EUA, optou por desenvolver um sistema DRAPS para sua segunda fazenda para otimizar a produção de culturas e peixes e evitar a perda de culturas em caso de desequilíbrios de nutrientes dentro de tanques de peixes. A ECF Farm em Berlim, Alemanha, e as fazendas Superior Fresh em Wisconsin, EUA também operam sistemas dissociados para otimizar o crescimento de peixes e plantas.
Alternativamente, os ciclos de nutrientes aquapônicos podem ser otimizados através da introdução de um reator anaeróbio para transformar resíduos sólidos de peixes em fósforo digerível por plantas (Goddek et al. 2016). Atualmente, a The Plant em Chicago, EUA está planejando operar um digestor anaeróbio que pode desempenhar um papel na otimização dos ciclos de nutrientes para o crescimento das culturas. Os requisitos do sistema mecânico para DRAPS e digestão anaeróbica influenciarão o desempenho, bem como o layout espacial de uma fazenda aquapônica.
21.5.3 Impactos no fim da vida útil
Gestão de Resíduos de Materiais Uma vantagem teórica da CEA sobre a agricultura em campo aberto é a capacidade de controlar o escoamento de resíduos de materiais, evitando a lixiviação (Despommier 2013; Gould e Caplow 2012). Um envelope apertado pode desempenhar um papel na gestão eficiente dos resíduos de materiais. Uma via de reciclagem de resíduos orgânicos para melhorar o desempenho da construção é o uso de talos de plantas para a produção de biochar isolante, embora esta pesquisa esteja em estágios iniciais (Llorach-Massana et al. 2017). Além disso, considerando a incorporação de componentes de gerenciamento de resíduos, como um leito de filtração, um digestor anaeróbio ou um ventilador de recuperação de calor no projeto do gabinete em um estágio inicial, pode fechar os laços de energia, nutrientes e água para a fazenda.
Cadeias de Distribuição A embalagem tem sido um ponto de acesso em várias LCAs agrícolas que avaliam o impacto da produção. É responsável por 45% do impacto total de um tomate em Bolonha, Itália, e é o maior contribuinte para os impactos ambientais dos sistemas hidropônicos internos em Estocolmo, Suécia (Molin e Martin 2018b; Orsini et al. 2017; Rothwell et al. 2016). A localização de fazendas aquapônicas próximas aos consumidores pode reduzir a necessidade de embalagem, armazenamento e transporte, como acontece com outras formas de agricultura urbana, se varejistas e distribuidores locais colaborarem com os agricultores (Specht et al. 2014). Infelizmente, devido à aceitação do consumidor, a maioria dos varejistas de grande escala atualmente exige embalagens plásticas padrão para produtos aquapônicos para serem vendidos juntamente com marcas convencionais — portanto, selecionar um local próximo a um mercado consumidor para a aquapônica ambiental controlada não garante mudanças significativas no desempenho geral da fazenda.
O transporte reduzido, ou milhas alimentícias, é frequentemente citado na literatura como uma grande vantagem da agricultura urbana (Benke e Tomkins 2017; Despommier 2013; Sanjuan-Delmás et al. 2018). No entanto, é importante notar que a contribuição relativa das cadeias de transporte encurtadas varia caso a caso. Em Singapura, onde quase todos os alimentos têm de ser importados de países vizinhos, cortar cadeias de transporte faz sentido financeiramente e em termos de impacto ambiental (Astee e Kishnani 2010). O mesmo não pode ser dito para a Espanha, onde a cadeia de abastecimento convencional de tomates de exploração para cidade já é curta (SanJuandelmás et al. 2018). As cidades com as cadeias de suprimentos mais longas podem se beneficiar da produção de alimentos localizada, mas os benefícios do corte de transporte devem ser ponderados em relação aos impactos operacionais e incorporados. No caso de Boston, os benefícios da redução do transporte foram totalmente negados pelo impacto do aquecimento e operação de uma estufa dentro da cidade (Goldstein 2017). Apesar das longas cadeias de abastecimento de alimentos convencionais, os impactos no transporte foram igualmente insignificantes no quadro mais amplo do desempenho da CEA em Estocolmo (Molin e Martin 2018a).
Consumo e Dieta As fazendas aquapônicas nas cidades podem alterar as dietas urbanas, que desempenham um papel significativo no impacto ambiental do consumo alimentar (Benis e Ferrão 2017). O consumo de carne através da cadeia convencional produz a maior parcela da pegada ambiental atual e a busca de alternativas proteicas tem potencial para um impacto maior do que a implementação generalizada da agricultura urbana (Goldstein 2017). Uma vez que a aquapônica produz peixes e vegetais, esse potencial de mudança de dietas proteicas em grande escala não deve ser ignorado em avaliações maiores do desempenho ambiental.