7.5 Sistemas Aquapônicos Acoplados

O sistema aquapônico acoplado típico varia de sistemas de pequena a média escala e de maiores dimensões (Palm et al. 2018). O upscaling continua a ser um dos desafios futuros porque requer testes cuidadosos das possíveis combinações de peixes e plantas. Tamanhos ideais de unidade podem ser repetidos para formar sistemas multiunitários, independentemente da escala de produção. De acordo com Palm et al. (2018), a gama de sistemas aquapônicos foi categorizada em (1) mini, (2) hobby, (3) doméstico e quintal, (4) pequeno/semi-comercial e (5) grandes (r) -escala, conforme descrito abaixo:

Fig. 7.5 Princípio de um mini sistema aquapônico acoplado doméstico (\ 2 m<sup2/sup, após Palm et al. 2018) com aeração (a) e uma bomba (b), os hidropônicos (c) agem como um biofiltro

As mini instalações (Fig. 7.5) geralmente consistem em um pequeno reservatório de peixes, como um aquário ou aquário, no qual as plantas crescem na superfície ou dentro de um pequeno leito hidropônico. Filtros convencionais de aquário, aeração e bombas são geralmente usados. Mini sistemas são geralmente 2 msup2/sup ou menos em tamanho (Palm et al. 2018). Estes pequenos sistemas aquapônicos podem ser usados em casa com apenas poucas plantas para consumo doméstico e plantados com plantas como tomates, ervas ou plantas ornamentais. Tais sistemas acrescentam novos valores ao espaço de vida humano, adicionando “natureza” de volta à área da vida familiar, que é especialmente popular nas grandes cidades. Alguns mini-sistemas consistem apenas em um vaso vegetal e um ou mais peixes sem filtro e bomba. No entanto, esses sistemas são apenas de curto prazo para operar porque falta uma filtração regulamentada.

Fig. 7.6 Princípio de um sistema aquapônico doméstico acoplado (2—10 msup2/sup após Palm et al. 2018) com (a) aquário e aeração, (b) sedimentador ou clarificador alterado após Nelson e Pade (2007), (c) leito hidropônico, por exemplo, cascalho com diferentes culturas que atua como biofiltro e (d) o bomba

Os sistemas aquapônicos de hobby são categorizados para atingir um tamanho máximo de 10 msup2/sup (Palm et al. 2018). Com uma maior densidade de estoque de peixes, mais alimentação e aeração, é necessária uma unidade de sedimentação mecânica (sedimento/clarificador) (Fig. 7.6). O sedimentador remove do sistema as partículas — “lamas”, tais como fezes e alimentos não consumidos, sem utilizar energia. A água flui por gravidade do tanque de peixes para o sedimentador e, em seguida, através dos tanques hidropônicos e, em seguida, cai em um cárter de onde uma bomba ou elevador de ar bombeia a água de volta para os tanques de peixes. Em instalações de hobby, os leitos de plantas atuam como um filtro microbiano natural e muitas vezes são usados substratos de leito de mídia, como areia, cascalho fino ou perlita. Os sistemas aquapônicos de passatempos são mais a categoria de truques que não visam a produção de alimentos. Eles preferem desfrutar da funcionalidade do sistema integrado. Os sistemas de hobby, como o nome indica, são geralmente instalados por amadores que estão interessados em cultivar uma variedade de organismos aquáticos e plantas para seu próprio uso e para “diversão”.

Aquapônica doméstico/quintal tem como objetivo a produção de uso doméstico externo de peixes e plantas caracterizadas como tendo uma área de produção máxima de 50 msup2/sup (Palm et al. 2018). Estes sistemas são construídos por entusiastas. A construção é tecnicamente diferenciada com uma maior produção de peixe, arejamento adicional e maior entrada de alimentação. O princípio da aquapônica acoplada é aplicado com o uso de uma única bomba que recirculas a água de um reservatório (ponto mais baixo) para tanques de peixes de pé superior e, em seguida, por gravidade através de sedimentador e um biofiltro (com aeração e substratos de bactérias) para o unidades hidropônicas (Fig. 7.7).

Fig. 7.7 Princípio de um sistema aquaponico de quintal doméstico acoplado, 10—50 msup2/sup (de Palm et al. 2018) com (a) aquário e aeração, (b) sedimentador ou clarificador alterado após Nelson e Pade (2007), (c) biofiltro com substratos e aeração, (d) unidade hidropônica que poderia consistir em jangada combinada ou canais DWC, (e) sistema de substrato de meio de cascalho ou areia, (f) técnica de filme nutriente canais NFT e (g) um reservatório com uma bomba

Para a biofiltração, filtros de leito convencionais também podem ser usados conforme descrito em Palm et al. (2014a, b, 2015). Em aquapônica de quintal, hidroponia poderia consistir isoladamente ou em conjunto de jangada ou DWC (cultura de águas profundas) calhas, subsistemas de substrato como caixas de fluxo e fluxo de cascalho grosseiro/areia ou canais de técnica de filme nutriente (NFT). No hemisfério norte, nas instalações externas, a produção é limitada aos períodos de primavera, verão e início do outono devido às condições climáticas. Com esta escala de funcionamento, os peixes e as plantas podem ser produzidos para consumo privado (e a produção pode ser alargada através de pequenas produções de estufa), mas também são possíveis vendas directas em pequenas quantidades.

Os sistemas aquapônicos da escala Small e semi-commercial são caracterizados por serem de até 100 msup2/sup (Palm et al. 2018) com produção focada no mercado varejista. Mais tanques, muitas vezes com maior densidade de estoque, filtros adicionais e sistemas de tratamento de água e uma área hidropônica maior com projetos mais diversos caracterizam esses sistemas.

Operações comerciais de grande escala (r) acima de 100 msup2/sup (Palm et al. 2018) e atingindo muitos milhares de metros quadrados atingem a mais alta complexidade e exigem um planejamento cuidadoso do fluxo de água e dos sistemas de tratamento (Fig. 7.8). Os componentes gerais são múltiplos tanques de peixes, concebidos como sistemas de aquicultura de recirculação intensiva (RAS), um ponto de transferência de água ou um reservatório que permite a troca de água entre os peixes e as plantas, e unidades de produção de plantas comerciais (aquaponics s./s.l.). Como a produção de peixe é destinada a densidades intensas de estoque, componentes como filtração adicional com a ajuda de filtros de tambor, fornecimento de oxigênio, tratamentos de luz UV para controle microbiano, alimentação controlada automática e informatização, incluindo controle automático de qualidade da água, classificam esses sistemas.

Estes sistemas têm um projeto multiunitário capaz de upscaling sob recirculação de água totalmente fechada, o que também permite a produção escalonada, o cultivo paralelo de diferentes plantas que requerem diferentes subsistemas hidropônicos e um melhor controle das diferentes unidades em caso de surto de doenças e plantas controlo de pragas.