8.4 Dimensionamento de sistemas multi-loop
Dimensionar um sistema aquapônico requer equilibrar a entrada e a saída de nutrientes. Aqui, aplicamos basicamente o mesmo princípio que o dimensionamento de um sistema de um loop. No entanto, esta abordagem é um pouco mais complicada, mas será totalmente ilustrada com a ajuda de um exemplo.
Fig. 8.5 Esquema que mostra o balanço de massa dentro de um sistema aquaponico de quatro ciclos; onde msubfeed/sub são os nutrientes dissolvidos adicionados ao sistema através de alimentação. Adicionar rótulos: QSubdis/Sub - QSubx/Sub ao destilado devolvido à HP; ’lodo’ para nutrientes que entram no reator
A Figura 8.5 ilustra o diagrama de balanço de massa para nossa abordagem de sistema. Na situação ideal, o sistema tem apenas uma entrada e saída. No entanto, na prática, será necessário adicionar nutrientes adicionais à parte hidropônica para otimizar o crescimento da planta. Este modelo pode ser usado para dimensionar o sistema, por exemplo, com base no fósforo, que é um recurso não renovável ([Capítulo 2](/comunidade/artigos/capítulo 2-aquaponics-closing-the-cycle-on-limited-water-land-nutrient-resources)). A entrada para o sistema (msubfeed/sub) é a fração de um nutriente que os peixes excretam de forma dissolvida. O restante acumula-se nos peixes sob a forma de biomassa ou termina como lamas (ver secção anterior). A saída é a absorção de nutrientes da planta. A determinação da absorção de nutrientes das plantas depende de muitos fatores e é muito complexa; a maneira mais fácil de dar uma estimativa aproximada é considerar a respiração das plantas como o principal motor da absorção de nutrientes (Goddek e Körner 2019).
A taxa de evapotranspiração é altamente dependente do clima e é direta ou indiretamente influenciada pela radiação absorvida de ondas curtas, umidade relativa, temperatura e concentração de COSub2/sub. Devido à alta complexidade de um sistema multi-loop, assumimos que as plantas estão localizadas em uma estufa controlada pelo clima e, portanto, só precisamos considerar a radiação global como a variável dinâmica que determina a quantidade de radiação de ondas curtas é absorvida. Em outras palavras, primeiro precisamos determinar quanto dos nutrientes adicionados ficam disponíveis para as plantas e, em seguida, determinar o quanto as plantas realmente ocupam.
8.4.1 Entrada de alimentação
A taxa de alimentação dos peixes depende da biomassa total do sistema e do rácio de conversão alimentar (RCF). Timmons e Ebeling (2013) fornecem uma abordagem simples para determinar as taxas de crescimento dos peixes para diferentes espécies de peixes. No entanto, recomendamos a obtenção de dados industriais para determinar a biomassa com mais precisão. Lupatsch e Kissil (1998) (Eq. 8.10) fornecem uma fórmula geral de crescimento, para a qual Goddek e Körner (2019) determinaram os coeficientes de crescimento por ajuste de curva usando o ambiente matemático de software MATLAB (função interna ‘fitnlm’) com dados empíricos para o Nilo Tilapia (Oreochromis niloticus). Os pesos iniciais e finais adicionais, a temperatura da água do sistema e a saída para os coeficientes de crescimento específicos da espécie podem ser encontrados no quadro 8.2. Inserir estes parâmetros na Eq. 8.10 dá-nos o peso em um dia específico para esta espécie de peixe.
$W_ {t} = [W_0^ {1-\ beta w} + (1-\ beta _w)\ alpha_wexp\ {\ gamma_wt} T] ^ {\ frac {1} {1-\ beta w}} $ (8.10)
em que Wsubt/sub (g) é o peso do peixe num momento específico (dias), WSUB0/sub (g) é o peso inicial do peixe, T é a temperatura da água (em° C), αw βw e γw são coeficientes de crescimento específicos da espécie (sem unidades) e t é o tempo em dias.
Quadro 8.2 Parâmetros de crescimento dos peixes para a Eq. 8.10 para uma determinada temperatura da água (T). WSUB0/Sub e WSubF/Sub podem ser ajustados às suas próprias necessidades
tabela cabeça tr class=“cabeçalho” THFunção/th Parâmetros/th oDescrição/th O valor/th THSource/th /tr /cabeça tbody tr class=“ímpar” td ROWSPAN=“4"Crescimento de peixes/td TDWSUB0/sub/td TPeso dinicial dos alevinos tilápia (em g) /td TDPor exemplo, 55/td TDGodDek e Körner (2019) /td /tr tr class=“mesmo” TDWSubF/sub/td TDPeso de colheita alvo do peixe (em g) /td TDPor exemplo, 600/td TDGodDek e Körner (2019) /td /tr tr class=“ímpar” TDT/td TDTemperatura da água do RAS (em ˚C) /td td30/td TDTimmons e Ebeling (2013) /td /tr tr class=“mesmo” tdαw; βw; γw/td Coeficientes de crescimento específicos para TD/td td0.0261; 0,4071; 0,0827/td TDGodDek e Körner (2019) /td /tr /tbody /tabela
Com base na saída da equação acima, fomos capazes de determinar a quantidade de alimento que o peixe exigirá por estágio de crescimento. Na maioria das vezes, a taxa de alimentação (X% do peso corporal) ou RCF é mencionada pelo fabricante de alimentos para animais específico da espécie. No entanto, Timmons e Ebeling (2013) fornecem uma orientação aproximada para RCF para tilápia: 0,7—0,9 para Tilapia que pesa menos de 100 g e 1,2—1,3 para tilápia que pesa mais de 100 g.
$Feed\ rate\ (g) =FCR\ vezes Wg_t\ vezes m_ {fish} $ (8.11)
em que RCF é o rácio de conversão alimentar, WGSUBT/sub é o ganho de peso (por dia) e msubpeixe/sub é a quantidade de peixe no tanque de peixes.
O ganho de peso (WG) por dia pode ser determinado com a Eq. 8.10 subtraindo o peso de, por exemplo, dia 10 do peso do dia 11. Isso pode ser feito para cada tanque. A figura 8.6 mostra a entrada de alimentos para peixes no sistema para Tilapia usando as equações acima. A entrada média de alimentação por dia após o sistema ser totalmente ciclado é de 165 kg.
Fig. 8.6 Exemplo de balanço de biomassa para Tilapia criado em 13 tanques em coortes com um volume total (incluindo biofiltro e cárter) de 482.000 L no máximo. Biomassa total de 80 t durante um período de 2 anos, incluindo a fase de arranque com peso médio de peixe (a) (cada linha representa um cisterna/coorte) e a taxa diária de alimentação total (b) (dados obtidos de Goddek e Körner 2019)
8.4.2 Disponibilidade de nutrientes
Neto e Ostrensky (2013) relatam uma excreção de N solúvel de 33% e uma excreção de P solúvel de 17% da alimentação alimentar na criação do Nilo Tilapia (Oreochromis niloticus, L.). Estes são os nutrientes que finalmente se acumulam no sistema RAS e podem ser absorvidos pelas plantas.
8.4.3 Captação de plantas
O quadro 8.3 apresenta uma visão geral das taxas de evapotranspiração específica da cultura (ETsubc/sub) ligadas à radiação global. Um mm de ET por metro quadrado é igual a 1 L. Para um dimensionamento simples, deve-se tomar a média diária anual (ver a próxima seção).
Tabela 8.3 Visão geral dos níveis de radiação globais externos subártica, temperada marítima e condições áridas (com base em Goddek e Körner 2019) e suas respectivas taxas de evapotranspiração de culturas _ (Etc, mm dia-1) _ para _alface e _tomato cultivadas em um ambiente de estufa controlado de 20° C e 80% relativo umidade. A alface foi cultivada com plantio contínuo durante todo o ano; o tomate foi plantado em janeiro e removido em dezembro (Ilhas Faroé e Holanda) ou julho e junho (Namíbia)
tabela cabeça tr th ROWSPAN=“3"Mês/th th COLSPAN=“3"Ilhas Faroé/th th COLSPAN=“3"A Holanda th COLSPAN=“3"NAMÍBIA/TH /tr tr class=“cabeçalho” thRadiação global/th Thetsubc/sub/alface/th Tetsubc/sub/Tomato/th thRadiação global/th Thetsubc/sub/alface/th Tetsubc/sub/Tomato/th thRadiação global/th Thetsubc/sub/alface/th Tetsubc/sub/Tomato/th /tr tr class=“cabeçalho” thmol msup-2/sup daysup-1/sup/th th colspan=“2"kg msup-2/sup daysup-1/sup/th thmol msup-2/sup daysup-1/sup/th th colspan=“2"kg msup-2/sup daysup-1/sup/th thmol msup-2/sup daysup-1/sup/th th colspan=“2"kg msup-2/sup daysup-1/sup/th /tr /cabeça tbody tr class=“ímpar” TdBjaneiro/b/td td1.4/td td0.78/td td0.52/td td4.5/td td0.78/td td0.53/td td54.2/td td2.74/td td4.55/td /tr tr class=“mesmo” tdBfevereiro/b/td td5.2/td td0.85/td td1.38/td td9.1/td td0.93/td td1.40/td td53.7/td td2.70/td td4.47/td /tr tr class=“ímpar” TDBmarch/b/td td13.7/td td1.20/td td2.12/td td17.0/td td1.28/td td2.14/td td51.2/td td2.42/td td3.96/td /tr tr class=“mesmo” tdBapril/b/td td30.6/td td1.90/td td3.05/td td27.9/td td1.82/td td2.90/td td40.2/td td3.05/td td5.38/td /tr tr class=“ímpar” TDBMAY/b/td td39,2/td td2.29/td td3.57/td td32.2/td td2.40/td td3.74/td td30.0/td td2.70/td td4.59/td /tr tr class=“mesmo” tdBjune/b/td td39,6/td td2.33/td td3.60/td td26.6/td td2.52/td td3.91/td td30.5/td td2.28/td td3.80/td /tr tr class=“ímpar” tdBjuly/b/td td34.5/td td2.17/td td3.37/td td36.4/td td2.54/td td3.51/td td37,5/td td2.61/td td3.92/td /tr tr class=“mesmo” TdBaugust/b/td td21.3/td td1.67/td td2.73/td td31.7/td td2.28/td td3.51/td td37,5/td td2.61/td td3.92/td /tr tr class=“ímpar” TDBseptember/b/td td13.2/td td1.20/td td2.04/td td23.1/td td1.75/td td2.77/td td43.2/td td2.00/td td3.02/td /tr tr class=“mesmo” TDBoutuber/b/td td6.0/td td0.91/td td1.77/td td13.3/td td1.17/td td1.94/td td51.6/td td2.07/td td3.09/td /tr tr class=“ímpar” TDBNovember/b/td td2.1/td td0.78/td td1.60/td td6.2/td td0.87/td td1.62/td td57.9/td td2.30/td td3.58/td /tr tr class=“mesmo” TDBDezembro/b/td td0.4/td td0.79/td td1.66/td td3.5/td td0.77/td td1.52/td td59.8/td td2.44/td td3.95/td /tr tr class=“ímpar” td Buaverage/U/B /td tdu17.3/u/td tdu1.41/u/td tdu2.28/u/td tdu20.6/u/td tdu1.59/u/td tdu2.50/u/td td3.83/td tdu2.47/u/td tdu3.83/u/td /tr /tbody /tabela
8.4.4 Equilibrando os subsistemas
O balanceamento dos loops é necessário para dimensionar o sistema. A entrada deve ser igual à saída (Fig. 8.5). Em um sistema aquaponico dissociado que incorpora uma unidade de biorreator, temos dois fluxos de entrada de nutrientes: (1) a fração da ração que é excretada para o sistema RAS de forma solúvel e (2) a fração dos nutrientes no lodo de peixe que o (s) biorreator (es) consegue mineralizar e mobilizar. O principal fluxo de saída (além da remoção periódica de lodo desmineralizado) de nutrientes é a absorção de nutrientes das plantas. O diferencial Eq. 8.12. expressa este equilíbrio:
$Mineralização\ (Eq.8.2) +m_ {feed} =\ frac {\ underline {Q_ {HP}}\ vezes\ rho_ {HP}} {1000} $ (8.12)
$ (\ underline {\ eta_ {feed}}\ vezes 10000\ vezes\ pi_ {feed}\ vezes\ pi_ {sludhe}\ vezes\ eta_ {min}) +\ underline {m_ {feed}} =\ frac {\ underline {Q_ {HP}}\ vezes\ rho _ {HP}} {1000} $ (8.13)
onde $\ underline {\ eta_ {feed}} $ é a alimentação média (em kg) que entra no sistema RAS, πsubfeed/subis a proporção do nutriente na formulação de alimentos, πsubsludge/sub é a proporção de um elemento derivado de alimentação específico terminando no lodo, e ηsubmin/sub é a mineralização e eficiência de mobilização do sistema do reator, umsubfeed/sub/u é a quantidade média de um nutriente que os peixes defecam numa forma dissolvida, UQsubHP/sub/U é a evapotranspiração total média e ρSubHP/subis a concentração de nutrientes alvo (isto é, óptima) para um nutriente específico no subsistema hidropônico.
No entanto, para ser capaz de determinar a área necessária, há duas variáveis que precisam ser redefinidas para resolver esta equação. A equação 8.14 mostra como calcular a excreção de nutrientes solúveis. No Eq. 8.15, mostramos que a evapotranspiração total média é um produto da área e a taxa de evapotranspiração específica da planta (aqui mostrada como média) por msup2/sup.
$\ underline {m_ {feed}} =\ underline {n_ {feed}}\ vezes\ pi_ {feed}\ vezes\ eta_ {excr} $ (8.14)
em que ηsubexcr/sub representa a fracção do nutriente excretado pelo peixe numa forma solúvel.
$\ underline {Q_ {HP}} =A\ vezes\ underline {et_c} $ (8.15)
onde $\ underline {Q_ {HP}} $ representa a evapotranspiração total média (em L), A área, e $\ underline {ET_ {c}} $ a evapotranspiração média específica da cultura em mm/msup2/sup (ou seja, l/msup2/sup).
Resolvendo o Eq. 8.13 incorporando Eqs. 8.14 e 8.15 para encontrar A, somos capazes de calcular a área necessária da planta em relação à entrada média de alimentação (Eq. 8.15).
$A=\ frac {(\ underline {\ eta_ {feed}\ vezes 1000\ vezes\ pi_ {feed}\ vezes\ eta_ {excr}\ vezes 1000}) + (\ underline {\ eta_ {feed}}\ vezes 1000\ vezes\ pi_ {feed}\ vezes\ pi_ {sludge}\ vezes\ eta_ {min}\ vezes 1000)}\ sublinhado {et_c}\ vezes\ rho_ {HP}} $ (8.16)
Exemplo 8.2
Para este exemplo, queremos dimensionar (ou seja, equilibrar) o sistema em relação a P. Assumimos que o componente RAS do nosso sistema requer uma alimentação diária média de 150 kg. O fabricante relata que o teor de P da ração para peixes é de 1%. Estimamos que o P que acaba no lodo seja de 55% e o P que os peixes excretam de forma solúvel seja de 17%. Os biorreatores funcionam muito bem e mineralizam cerca de 85% do P.
No lado da saída, calculou-se a taxa média de evapotranspiração específica da cultura para a alface (por exemplo, utilizando a equação FAO Penman-Monteith). Na nossa localização, é cerca de 1,3 mm/dia (ou seja, 1,3 L/dia). A composição P ideal da solução nutritiva é de 50 mg/L (Resh 2013). Encontrar a área de cultivo de plantas necessária para absorver o P produzido pelo sistema é então resolvido por:
$A=\ frac {(\ underline {\ eta_ {feed}\ vezes 1000\ vezes\ pi_ {feed}\ vezes\ eta_ {excr}\ vezes 1000}) + (\ underline {\ eta_ {feed}}\ vezes 1000\ vezes\ pi_ {feed}\ vezes\ pi_ {lamas}\ vezes\ eta_ {min}\ vezes 1000)} {\ underline {et_c}\ vezes\ rho_ {HP}} $
$A=\ frac {(150000\ vezes 0.01\ vezes 0.17\ vezes 1000) + (150000\ vezes 0.01\ vezes 0.55\ vezes 0.85\ vezes 1000)} {1.3\ vezes 50} $
$\\ =\ frac {255000+701250} {65} $
$\\ =14711m^2 = 1,47 ha $
O exemplo acima mostra que a maioria do P na unidade hidropônica é originária dos biorreatores. Assim, a implementação de um biorreator dentro de um sistema dissociado tem um impacto muito alto na sustentabilidade de P. Por outro lado, para dimensionar sistemas aquapônicos simples de um loop, uma regra geral é aplicada. Para as plantas frondosas, são necessários cerca de 40—50 g e para as plantas frutadas cerca de 50—80 g de alimentos para animais por msup2/sup área de cultivo (FAO 2014). Ao olhar para a entrada de ração no exemplo indicado acima = 150 kg, e dividindo-a por 45 (a média da aproximação das plantas frondosas), a área de cultivo proposta é de cerca de 3750 msup2/sup. Deixando de fora a mineralização do lodo, nosso exemplo sugere uma área de cultivo de 3333 msup2/sup ao dimensionar o sistema em P.
8.4.5 Papel da unidade de destilação
O papel da unidade de destilação é manter a concentração de nutrientes do sistema RAS e do sistema hidropônico nos respectivos níveis desejados. Uma vez que a acumulação de nutrientes e a correspondente densidade específica de nutrientes são dinâmicas nos sistemas RAS (isto é, dependendo das taxas ETsubc/sub) que dependem do fluxo QsubHP/sub e Qsubx/sub (Fig. 8.5), o tamanho da unidade de destilação não pode ser determinado utilizando uma equação diferencial. Assim, um modelo de série temporal é necessário para determinar a concentração de nutrientes na RAS ao longo do tempo. A concentração de nutrientes em um momento específico é necessária para poder executar equações de balanço de massa dentro do sistema [Seção 8.3].
Fig. 8.7 Simulações comparando a concentração de NO3-N no sistema de água RAS sobre o impacto dos fluxos de destilação (não, linha sólida; 5000 L h-1, linha tracejada) em hidropônicos (amarelo, —-) e RAS (azul, —-) concentrações de nutrientes em ** (a) ** Namíbia e ** (b) ** Países Baixos, ou seja, em concentrações baixas e altas latitudes (Namíbia 22.6˚S e Países Baixos, 52.1˚N, respectivamente) num período de 36 meses (incluindo a fase de preparação do sistema) utilizando dados climáticos locais e estufas ajustadas ao clima como entrada do modelo
Para que o sistema seja equilibrado (ou seja, input = output), podemos dar uma orientação geral sobre a capacidade requerida de uma unidade de destilação. O objetivo é evitar a acumulação de nutrientes no sistema RAS. A Figura 8.7a, b mostra o impacto dos fluxos de destilação na solução hidropônica e nutriente RAS sem um loop de mineralização em duas latitudes diferentes. Ambos os sistemas têm a mesma entrada de alimentação (em média 158,6 kg daysup-1/sup; ver Fig. 8.6). No entanto, tendo em conta as condições ambientais e as estufas ajustadas ao clima, a área hidropônica necessária e óptima difere entre as localizações geográficas (ver [capítulo 11](/comunidade/artigos/capítulo 11-aquaponics-sistemas-modelagem)). Sistemas hidropônicos com baixas taxas de evaporação potencial, como são comuns em locais em altas latitudes (ou seja, longe do equador) precisariam de áreas de cultivo maiores do que lugares mais próximos do equador. Ao mesmo tempo, uma maior variação anual na irradiação e, portanto, na transpiração é comum nessas regiões, portanto, uma maior demanda de variabilidade sazonal na água e nos nutrientes está presente (ver Fig. 8.7). No cultivo de estufa, no entanto, pode ser necessária iluminação suplementar, e em países como a Noruega, o cultivo de vegetais sem iluminação suplementar dificilmente ocorre. Além disso, a superfície total da folha da cultura faz a diferença; as culturas com uma área foliar elevada por unidade de superfície do solo (isto é, índice de área foliar) passam mais do que as culturas com áreas foliares menores, e pode-se observar uma diferença distinta entre as culturas de tomate e alface. Todos esses fatores precisam ser considerados ao planejar e dimensionar o sistema aquapônico.
A seguir, fornecemos uma visão geral do tamanho otimizado da área hidropônica para os sistemas aquapônicos descritos acima: A área de cultivo para monoculturas simulada com cenários em etapas de 250 msup2/sup para encontrar a área de montagem de alface ou tomate, a fim de equilibrar o sistema adequadamente foi Sem iluminação suplementar (para alface ou tomate, respectivamente):
17.000 msup2/sup ou 11.750 msup2/sup para Ilhas Faroé
15.500 msup2/sup ou 11.000 msup2/sup para os Países Baixos
8750 msup2/sup ou 6500 msup2/sup para a Namíbia
Embora o tamanho dos sistemas seja diferente, a ingestão média anual de nutrientes é semelhante. No entanto, ao integrar um sistema de digestor, temos que levar em consideração a fonte de nutrientes adicional (Fig. 8.1c). Mudar um componente inevitavelmente leva a desequilíbrios do sistema, mas o sistema deve procurar fornecer nutrientes ideais para RAS e HP. Por exemplo, o NO3-N em RAS deve estar abaixo de um determinado limiar\ 200 mg L<SUP-1/Sup para, por exemplo, tilápia, enquanto o PO4-P em HP deve estar o mais próximo possível da concentração recomendada de 50 mg LSUP-1/Sup para o cultivo de plantas de boa qualidade. Assim, estudos de simulação ajudam a determinar o dimensionamento dos componentes em um sistema aquaponico fechado de vários ciclos, dissociado, a fim de obter suprimentos de nutrientes ideais para peixes e plantas. Para isso, Goddek e Körner (2019) criaram um simulador de aquapônica numérica.
No entanto, o planejamento de um sistema aquapônico envolve algum entendimento básico do sistema, a fim de alcançar um equilíbrio que minimiza os picos indesejados na demanda e oferta de nutrientes. Uma vez que a força motriz para a dinâmica dos nutrientes é a evapotranspiração da cultura (ETSubc/Sub no sistema HP), que é em grande parte impulsionada pelo microclima e pela luz absorvida. Em um sistema perfeitamente equilibrado, este seria um ambiente totalmente automatizado e controlado (ver [Seção 8.5](/comunidade/artigos/8-5-monitoramento e controle) Monitoramento e Controle) com iluminação 24 horas. As plantas precisam de um certo período escuro de cerca de 4—6 h, de modo que o sistema mais equilibrado é realisticamente realizar aquapônica em fábricas fechadas exclusivamente com fontes de luz artificial. Isso, no entanto, exige altos custos de entrada elétrica e investimento e só é viável com preços de produtos muito altos. Portanto, recomendamos a produção de estufa com iluminação suplementar (se necessário e se compensa) como forma prática e economicamente viável de construir uma unidade aquapônica. Colocar plantas e peixes na mesma construção física resulta em sinergias adicionais, incluindo redução do aquecimento e aumento do crescimento da planta através de Cosub2/Sub elevado (Körner et al. 2017).
Além dessas questões técnicas, os procedimentos de cultivo de plantas (a parte hortícola prática do sistema) devem ser ajustados às necessidades da aquapônica, de modo que haja uma demanda constante de nutrientes das culturas (assumindo o mesmo clima e luz), conforme mostrado no Quadro 8.3. O cultivo de alface e outros vegetais de folhas são realizados continuamente (Körner et al. 2018), enquanto culturas maiores, como frutas como tomate, pepino ou pimenta doce, são geralmente semeadas no inverno, e a primeira colheita é frequentemente no final do inverno/início da primavera seguida de remoção de plantas e outro cultura semeada para colheita no inverno novamente. Sem interplantação, ou seja, vários tipos de culturas no mesmo sistema ou lotes de frutas hortícolas plantadas ao longo do ano para sustentar a demanda de nutrientes, ocorrerão períodos de baixa demanda de nutrientes e níveis elevados de nutrientes. Com base em Goddek e Körner (2019), mostramos a variação de NoSub3/sub-N em RAS para tomate (muitas vezes não ajustado em aquaponia) e alface quando não há iluminação suplementar para três zonas climáticas (Ilhas Faroé, Holanda e Namíbia) (Fig. 8.8). O equilíbrio do sistema é possível aumentando a integral luminosa diária (isto é, a soma da luz mol recebida durante um período de 24 horas) com um controlo dinâmico de iluminação suplementar (Körner et al. 2006).
Fig. 8.8 NO3-N em RAS combinado com HP cultivo de tomate ou alface em três zonas climáticas e latitudes decrescentes (Ilhas Faroé 62.0N, Holanda 52° N, Namíbia 22.6° S) com área otimizada para hidropônicos (ver acima) em uma simulação de 36 meses usando dados climáticos locais e estufas ajustadas ao clima como entrada do modelo
A aplicação de tecnologias de destilação/dessalinização pode contribuir para reduções significativas nos níveis de nutrientes na RAS, ajustando os níveis no sistema HP mais próximo da optima, ou seja, a unidade concentra nutrientes aos níveis exigidos pelas plantas. A figura 8.9 ilustra o efeito de uma unidade de dessalinização sobre a concentração de N° Sub3/sub-N RAS quando se aplica entre 0 e 5000 L hsup-1/sup e systemsup-1/sup. É óbvio que, com o aumento do fluxo de dessalinização, a concentração de NOSub3/sub-N no sistema RAS está diminuindo. A unidade, no entanto, é controlada pela demanda de POSub4/sub no sistema HP. Os picos precisam ser evitados e, como já foi dito acima, isso pode ser alcançado através da criação de um ambiente climático estável com controles dinâmicos de luz. É óbvio que nas regiões climáticas com menos diferenças anuais na radiação solar, há menos variação no ETsubc/sub e o sistema completo é mais estável. Instalar lâmpadas e manter uma luz integral diária de pelo menos 10 mol msup-2/sup pode compensar variações sazonais. A interplantação e a produção de culturas mistas ajudam a nivelar o pico resultante do protocolo tradicional de cultivo de tomateiro com plantas jovens no inverno, quando ambos
Fig. 8.9 NO3-N em RAS combinado com HP com tomate (direita) ou alface (esquerda) com dessalinização entre 0 e 5000 L h sup-1/sup fornecimento em três zonas climáticas e latitudes decrescentes (Ilhas Faroé 62.0˚ N, Holanda 52,1˚N, Namíbia 22.6˚S) com área ajustada para HP (ver acima) em uma simulação de 36 meses usando dados climáticos locais e estufas ajustadas ao clima como entrada do modelo
clima (baixa radiação) e cultivo (pequenas plantas, baixo potencial etsubc/sub) contribuem para a acumulação de nutrientes.