7.1 Introdução

** Fig. 7.1** Diagrama do primeiro sistema por Naegel (1977) cultivando Tilapia e carpa comum em combinação com alface e tomate em um sistema fechado de recirculação

A combinação do cultivo de peixes e plantas em aquapônica acoplada remonta ao primeiro projeto de Naegel (1977) na Alemanha, usando um sistema de escala de passatempos de 2000 L (Fig. 7.1) localizado em uma estufa de ambiente controlado. Este sistema foi desenvolvido para verificar a utilização de nutrientes provenientes de águas residuais de peixes em condições de recirculação de água totalmente controladas destinadas à produção de plantas, incluindo um sistema de lamas duplas (tratamento aeróbico/anaeróbio de águas residuais). Naegel baseou seu conceito no sistema aquapônico de lagoa aberta da Carolina do Sul Agricultural Experiment Station, nos EUA, onde o excesso de nutrientes dos lagoas, abastecido com bagre de canal (Ictalurus punctatus), foram eliminados pela produção hidropônica de castanhas aquáticas (Eleocharis dulcis) ( Loyacano e Grosvenor 1973). Ao incluir tanques de nitrificação e desnitrificação para aumentar a concentração de nitrato dentro de seu sistema, Naegel (1977) tentou uma oxidação completa de todos os compostos nitrogenados, atingindo concentrações de nitrato de 1200 mg/L e demonstrando a eficácia da etapa de nitrificação. Embora o sistema tenha sido estocado em baixa densidade (20 kg/msup3/sup cada) utilizando tilápia (Tilapia mossambica) e carpa (Cyprinus carpio), os tomates (Lycopersicon esculentum) e alface iceberg (Lactuca scariola) cresceram bem e produziram rendimento colhível. Esses primeiros resultados da pesquisa levaram ao conceito de sistemas aquapônicos acoplados, em que as plantas eliminam os resíduos produzidos pelos peixes, gerando crescimento adequado, demonstrando uso de água altamente eficiente em ambas as unidades. O princípio da aquapônica acoplada foi descrito pela primeira vez por Huy Tran na Conferência Mundial de Aquacultura em 2015 (Tran 2015).

Os sistemas aquánicos acoplados não utilizam necessariamente a filtragem mecânica de partículas no sentido clássico e mantêm um fluxo de nutrientes consistente entre a aquicultura e as unidades hidropônicas. O principal desafio é como gerenciar a carga fecal no sistema aquapônico acoplado, onde as plantas absorvem os nutrientes e os resíduos de partículas podem ser removidos do sistema por prensas filtrantes ou geotêxteis.

O desenvolvimento da agricultura moderna, o crescimento da população humana e a redução dos recursos em todo o mundo, promoveram o desenvolvimento de sistemas aquapônicos acoplados. Uma vez que a piscicultura é consideravelmente mais eficiente na produção de proteínas e no consumo de água em comparação com outros animais de criação e uma vez que os sistemas fechados são largamente independentes do local, os sistemas aquapónicos acoplados puderam desenvolver-se a nível mundial (Graber e Junge 2009), em condições áridas (Kotzen e Appelbaum 2010; Appelbaum e Kotzen 2016) e até mesmo em ambientes urbanos (König et al. 2016). Os sistemas mais descritos pertencem a instalações domésticas, de pequena escala e semi-comerciais (Palm et al. 2018) que são conduzidas por aquaristas de passatempos, entusiastas ou pequenas empresas start-up. Novos resultados de pesquisas, resumidos neste capítulo, demonstram tanto os potenciais como os constrangimentos em relação ao desenvolvimento contínuo desses sistemas em aquapônica comercial, sendo capazes de contribuir significativamente para a futura produção de alimentos.