FAZENDAS URBANAS AQUAPONIA E HIDROPONIA: SISTEMAS …

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N.1 | p. 107-124| jul. a dez. 2020 | ISSN xx | revistas.newtonpaiva.br/revista-exatamente

FAZENDAS URBANAS AQUAPONIA E HIDROPONIA: SISTEMAS PARA UMA PRODUÇÃO INDEPENDENTE

1 Graduando do curso de Engenharia Química2 Professor Orientador; [email protected]

PALAVRAS-CHAVEFazendas Urbanas.Hidroponia. Aquaponia.

RESUMOAs Fazendas Urbanas são de fundamental importância atualmente. A agricultura tradicional utilizava métodos com alto gasto de água, escala territorial e desperdício de produção; hoje a agricultura evolui para sistemas alternativos de hidroponia e aquaponia. A busca por produtos orgânicos, saudáveis e de fácil acesso se torna essencial nos grandes centros urbanos, o presente estudo buscou analisar os métodos de hidroponia e aquaponia. A hidroponia é uma técnica onde o cultivo de hortaliças é realizado a partir do uso de espumas fenólicas utilizadas para o crescimento e desenvolvimento da planta, já a aquaponia trata-se de um sistema que também faz uso de espumas fenólicas, porém sua solução nutritiva é dada a partir do cultivo de peixes. O presente trabalho visa compreender e comparar o comportamento das hortaliças em ambos os sistemas. Na hidroponia é possível notar a extensão das raízes da planta de forma acelerada, um cultivo que demanda maiores cuidados e maiores custos. Já a aquaponia se mostra mais orgânica, sem demandar tanto tempo e mais acessível, porém com um cultivo mais lento. A escolha pelo melhor sistema deve se adequar ao estilo de vida proposto.

GUIMARÃES, Amanda Z.1; TRINDADE, Engel N. O.1; LAGE, Fernando C.2

FAZENDAS URBANAS AQUAPONIA E HIDROPONIA: SISTEMAS PARA UMA PRODUÇÃO INDEPENDENTEGUIMARÃES, Amanda Z.; TRINDADE, Engel N. O.; LAGE, Fernando C.

108REVISTA EXATAMENTE NEWTON | n.1 | p. 107-124 | jul. a dez. 2020 | ISSN xxxxxx | revistas.newtonpaiva.br/revista-exatamente

1. INTRODUÇÃO

As Fazendas Urbanas são um modelo de produção crescente no Brasil e no mundo, uma maneira de integrar o espaço urbano a produção de alimentos, uma vez que esta produção está mais perto do seu consumidor final e tem trago ainda mais benefícios a nossa saúde. No Brasil este modelo ainda precisa de estímulos por se tratar de um conceito recente e pouco desenvolvido (Comelli, 2015).

A produção com o sistema hidropônico se trata de uma técnica em que não há a utilização de terra para crescimento e desenvolvimento da planta, de tal forma que a alimentação da planta é feita através de soluções a base de água e sais minerais. Para um crescimento satisfatório, são necessárias algumas condições essenciais, como: água, luz, ar, sais minerais e a sustentação para as raízes. As três primeiras são possíveis obter através do meio ambiente, porém, ainda é necessário sais minerais como: nitrogênio, oxigênio, potássio, cálcio, fósforo, magnésio, enxofre, ferro, zinco, manganês, boro, cloro e molibdênio. Estes nutrientes são fornecidos por adubos químicos por serem mais fáceis de encontrar, mais baratos e disponíveis em embalagens convenientes.

A Aquaponia é um sistema de produção que integra a hidroponia e a aquicultura, ou seja, é um sistema que cultiva peixes e hortaliças, onde os peixes são alimentados e geram amônia em seus resíduos, que é transformada em alimento para as plantas por meio de bactérias (Organização das Nações Unidas, 2015). A entrada de insumo mais importante é a ração que alimenta os peixes e produzem posteriormente excretas, que são convertidas em nutrientes e são absorvidos pelas plantas. Por exemplo: na aquaponia, o fluxo contínuo de nutrientes está relacionado aos ciclos biológicos, que acontecem naturalmente por meio de bactérias (Carneiro et al., 2015).

Conforme preâmbulo do documento “Transformando Nosso Mundo: A Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentável (Organização das Nações Unidas, 2015) que traz medidas ousadas a fim de propor um caminho sustentável e transformador, de forma a equilibrar as três dimensões do desenvolvimento sustentável: economia, social e ambiental” (Organização das Nações Unidas, 2015). O crescimento em grande escala no planeta faz com que a disponibilidade de recursos se torne cada vez menor, incluindo os alimentos, principalmente com qualidade. Pensando nisso, maneiras alternativas como fazendas urbanas, fazendas verticais, agricultura urbana, jardins e hortas compartilhadas foram desenvolvidas para suprir a demanda dos grandes centros urbanos.

As Fazendas são partes de uma produção local que é comercializada dentro da área urbana, e em sua grande maioria se apresentam como empresas com fins lucrativos, contribuindo na economia, com a geração de empregos, renda, educação, capacitação de profissionais, assim como na saúde, nutrição e bem-estar das pessoas. (Carneiro et al., 2015).

As Fazendas Urbanas conduzem à zona urbana alimentos orgânicos, sendo possível a não utilização de agrotóxicos, o que torna o processo mais natural e orgânico, além de trazer vantagens em seu cultivo (Douglas, 1987). Assim pode-se contar com a tecnologia aliada a produção fornecendo produtos frescos, com qualidade, rapidez, atendendo a consumidores locais, de forma a reduzir os custos aplicados ao transporte e logística, diminuindo a emissão de gases poluentes como gás carbônico (CO2), possibilitando a revitalização de áreas urbanas, proporcionando valorização e atração de benefícios sociais e econômicos, ampliando o convívio social nas comunidades locais e qualificando a paisagem urbana (Comelli, 2015).

Diante da necessidade da busca de soluções para as crises hídricas e períodos de seca no Brasil, uma das alternativas que tem gerado mais impacto positivo tem sido a utilização da captação da água da chuva, utilizada no processo hidropônico (Bertoncini, 2008). As medidas físico-químicas adotadas no processo de tratamento laboratorial da água pluvial são utilizadas para visar a qualidade organolépticas, tornando a água com aspecto potável, estas análises também são importantes para adotar uma comparação com a água potável.

Faz-se relevante a comparação entre os sistemas de hidroponia e aquaponia, de modo a demonstrar as técnicas utilizadas em ambos os sistemas e analisar fatores como viabilidade do sistema, preço, qualidade e desempenho, o que permite verificar as vantagens de utilização de cada processo para a melhor implantação de um modelo doméstico de fazenda urbana.



2. MATERIAIS E MÉTODOS

2.1. Coleta de Água da Chuva

Diante da necessidade da busca de soluções para as crises hídricas e períodos de seca no Brasil, uma das alternativas que tem gerado mais impacto positivo tem sido a utilização da captação da água da chuva (Douglas, 1987).

Podem ser realizadas dois tipos de captação, a primeira não precisa de tratamento. Este reuso pode ser utilizado para lavar as roupas, banho, lavar a louça etc. Já o segundo modo requer o tratamento. Nenhuma das captações significa que a água pode ser utilizada para meios potáveis (Bertoncini, 2008)

Para realizar a coleta foi necessário um tanque de armazenamento. Este tanque foi ligado a um cano conectado à calha. Foi descartado o primeiro 1mm de água ou até 2mm em áreas urbanas, pois este descarte inicial carrega as impurezas suspensas no ar e no telhado que podem conter fezes de animais e matéria orgânica (de Menezes et al., 2013).

2.2.1 Materiais:

• Peagâmetro • Turbidímetro • Carvão ativado• Papel filtro de 125mm• Filtro • Hipoclorito de Sódio, NaClO• Béquer de 1L • Funil de 250mL• Suporte universal

2.2.2 Tratamento Laboratorial

O tratamento de águas pluviais se dá por meio dos processos de pré-filtração, desinfecção e filtração. Além disso serão avaliados aspectos físico-químicos como turbidez, pH, odor e cor (de Menezes et al., 2013).

A pré-filtração pode ser utilizada por peneiras mais simples, tendendo a eliminação de folhas, insetos e outras partículas. Já a filtração laboratorial utiliza filtro de papel e carvão ativado, de acordo com a abertura da peneira será possível eliminar qualquer tipo de impureza restante na água (de Menezes et al., 2013).

A desinfecção é a etapa mais importante do processo, pois trata-se da higienização não só do reservatório, mas também da água no reservatório. A utilização de hipoclorito de sódio (água sanitária) neste sistema garante a eliminação de alguns microrganismos presentes na água, vale ressaltar a importância em descartar a primeira captação da água da chuva (de Menezes et al., 2013).

As medidas físico-químicas adotadas no processo serão utilizadas para visar a qualidade organolépticas, tornando a água com aspecto potável. E estas análises também foram importantes para adotar uma comparação com a água potável uma vez que este processo é realizado com o intuito de aproximar o máximo possível.

2.2 Hidroponia

A hidroponia é uma técnica onde o cultivo de hortaliças é realizado a partir do uso de espumas fenólicas utilizadas para o crescimento e desenvolvimento da planta, sendo sua alimentação realizada através de soluções nutritivas a base de água e sais minerais.



Os materiais e métodos citados abaixo foram utilizados para a elaboração do sistema hidropônico.

2.2.1. Materiais

• Solução nutritiva• Espuma fenólica • Sementes de alface crespa (peletizadas)• Medidor TDS e ES• Medidor de pH • Aumentador de pH (KOH)• Redutor de pH ácido fosfórico (H3PO4)• Fita refletiva • Recipientes de 250 mL e 25 L• Canos de 50mm• Joelhos de 50 mm• Suporte de madeira para adaptação dos canos• Mangueira 5 m• Copo plástico 50mL• Bomba submersa - SB1000C (Vazão 400 a 1000 L/h)

2.2.2. Montagem do sistema hidropônico

O sistema hidropônico foi construído com a utilização de 2,80 m de tubo de policloreto de vinila (PVC) de 50 mm, divididos em quatro tubos de 70 cm, conectados por joelhos de PVC, furos com espaçamentos de 25 cm foram feitos por todo o cano para que houvesse o distanciamento das hortaliças. O sistema foi coberto por fita metalizada para que não houvesse o aquecimento e também sirva como antepragas, uma barreira contra insetos. O sistema foi adaptado em um suporte de madeira, no qual foram inseridos os canos de PVC e toda estrutura hidropônica, conforme mostrado na figura 1.

Fonte: Autoria Própria (2020)

FIGURA 1 - Sistema Hidropônico



Foi utilizado um kit hidropônico composto por medidor de pH e TDS, espuma fenólica, solução nutritiva, sementes peletizadas, fita refletiva, solução tampão, timer e controladores de pH, conforme ilustrado na figura 2.

2.2.3. Sistema de bombeamento

O sistema de bombeamento conta com o apoio de um recipiente de 25 L, coberto por fita metalizada para evitar o aquecimento, armazenando a solução nutritiva. A bomba submersa foi inserida no fundo do recipiente, a uma vazão ideal de 1,5 L/min. Mangueiras foram conectadas ao recipiente de 25 L para realizar o transporte de solução e reciclo. Foi utilizado um timer para ativação da bomba, acionado a cada 15 min, no período das 7h às 18h, e acionado a cada 1h das 19h às 6h. O timer ajuda a diminuir o gasto de energia, além de deixar que as hortaliças “respirem” no tempo em que a bomba se encontra desativada.

2.2.4. Preparação da solução nutritiva

A solução nutritiva é importante para o crescimento das hortaliças. Altamente solúvel em água, composta de macro e micronutrientes, vendida em kits com duas embalagens A e B, cerca de 500g em cada, sendo a embalagem com Solução A composta por: Nitrato de Potássio, Sulfato de Potássio, Fosfato Monopotássico, Sulfato de Potássio, Quelato de Zinco, Sulfato de Magnésio Anidro, Sulfato de Zinco, Ácido Bórico, Molibdato de Sódio, Quelato de Ferro. E a embalagem com Solução B composta apenas por Nitrato de Cálcio.

A solução foi feita utilizando proporções equivalentes de cada uma das embalagens de preparo do concentrado, diluindo separadamente e misturando bem até que houvesse uma solução homogênea, denominada de concentrado.

Os concentrados foram preparados em recipientes de 5L de água, concentrado da solução A e concentrado da solução B. A esquerda da figura 5 encontra-se o concentrado da solução A e, a direita o concentrado da solução B.

Posteriormente por recipientes foram diluídos os concentrados, conforme mostrado na tabela 1.

TABELA 1 - Diluição dos concentrados.Água Concentrado1 L 1 mL5 L 5 mL10 L 10 mL15 L 15 mL20 L 20 mL25 L 25 mL

Obs.: A cada 1L de água, adicionar 1 ml de cada concentrado, concentrado A e concentrado B.


Os concentrados foram acrescentados conforme a etapa de maturação da hortaliça: germinação, mudas e crescimento.

Após a adição dos nutrientes no reservatório, foi medida e controlada a condutividade com o auxílio do medidor TDS & ES (Total de Sólidos Dissolvidos e Condutividade Elétrica).

A faixa ideal de TDS & ES para germinação é entre 200 ppm a 300 ppm, acrescentando água na solução concentrada de acordo com a necessidade para manter a condutividade elétrica ideal para alface e outras folhosas. Já as mudas devem se manter na faixa de 400 ppm a 550 ppm, sendo a sua fase de crescimento de 650 ppm a 800 ppm. Conforme faixa padrão de maturação, Tabela 2.



TABELA 2 - Faixa padrão de maturação.

Faixa ideal Germinação Muda CrescimentopH 5,5 - 6,5 5,5 - 6,5 5,5 - 6,5TDS & ES (ppm) 200- 300 400 - 550 650 - 800Período 25 dias 20 dias 15 diasSolução Nutritiva 15 mL 25 mL 25 mL TDS & ES: Total de Sólidos Dissolvidos e Condutividade Elétrica


O medidor de TDS & ES foi inserido no recipiente da germinação que contém 15 L e também no recipiente do sistema, que pode ser utilizado para a fase de mudas e posteriormente para a fase de crescimento, este contém 25 L. Cada recipiente apresentou um valor de medição, representados abaixo.

A Figura 3, demonstra o valor de TDS & ES encontrado no recipiente de germinação.

FIGURA 3 - Medição de TDS & ES – Recipiente de Germinação


A Figura 4 demonstra o valor de TDS & ES encontrado no recipiente do sistema.


FIGURA 4 - Medição de TDS & ES – Recipiente do Sistema.



O pH foi determinado através de um peagâmetro. O pH da solução é de suma importância para o desenvolvimento da hortaliça, fora da faixa ideal pode afetar o cultivo.

Neste experimento, foi necessária a calibração prévia do medidor de pH, feita com a ajuda de controladores. Para aumentar o pH foi utilizado hidróxido de potássio, KOH, até atingir a faixa desejada, e para diminuição foi utilizado ácido fosfórico, H3PO4, redutor. Uma solução de cloreto de potássio KCl foi utilizada durante todo o tempo de calibração, quando o medidor não estava em uso, de tal forma a preservar o eletrodo.

A faixa ideal de pH para um sistema hidropônico varia de 5,5 a 6,5, esta faixa que pode ser considerada para todos os períodos durante a maturação. No recipiente de germinação, foi encontrado o pH de 6,3, ao passo que no recipiente do sistema foi encontrado o pH de 5,8.

2.2.5. Plantio de mudas para o sistema hidropônico

As sementes peletizadas foram semeadas uma por vez na espuma fenólica, em seguida foram inseridas em um recipiente de 15 L e regadas com 15 mL de concentrado de cada solução. As hortaliças ficaram em processo de germinação por um período de 25 dias, sendo levadas para um local com incidência de sol para que pudessem se desenvolver, berçário, conforme mostrado na figura 5.

FIGURA 5 - Germinação com sementes peletizadas – Berçário


Após uma semana foi possível notar o crescimento das hortaliças na espuma fenólica, ainda em período de germinação, conforme pode ser observado na figura 6.


FIGURA 6 - Primeiras folhas da planta.

O desenvolvimento da planta foi notado a partir da segunda semana, quando as folhas se tornam mais alongadas e fortes, como mostrado na figura 7.



As hortaliças entraram na fase de mudas em torno de vinte e cinco dias após a germinação e foram inseridas em copos plásticos para que pudessem se acoplar ao sistema, como mostrado na figura 8. Com esse método foi possível reter a passagens de insetos e garantir a sustentação das plantas.


FIGURA 7 - Desenvolvimento das hortaliças na espuma fenólica

Na fase de muda as hortaliças precisam ser inseridas no sistema e sua solução nutritiva precisa ser alterada. Sendo assim, foi adicionado ao recipiente do sistema 25 L de água e 25 mL de concentrado de cada solução. Uma vez que, as hortaliças já se encontram na fase de muda a nutrição é aumentada, variando de 400 a 550 ppm e mantendo o pH na faixa de 5,5 a 6,5.

A Figura 9 mostra o sistema hidropônico acoplado ao sistema de bombeamento e ao berçário, após inserir as primeiras mudas e renovar as hortaliças.

FIGURA 8 - Fase de muda.



FIGURA 9 - Sistema hidropônico montado.



2.2.6. Fase de crescimento

Na fase de crescimento (figura 10) a nutrição foi aumentada, variando de 650 a 800 ppm, mantendo o pH na faixa de 5,5 a 6,5.


FIGURA 10 - Crescimento da planta

2.3. Aquaponia

A aquaponia se trata de um sistema que também faz uso de espumas fenólicas, porém sua solução nutritiva é dada a partir do cultivo de peixes, onde os peixes são alimentados e geram amônia em seus resíduos, que é transformada em alimento para as plantas por meio de bactérias.

Os materiais e métodos citados abaixo foram utilizados para a elaboração do sistema aquapônico.

2.3.1 Materiais • Caixa da água 150 L• Tilápias• Recipiente de 5 L • Espuma fenólica• Alface Crespa• Ração para peixes• Cano PVC 50 mm • Joelho • Cola veda tudo• Bomba submersa - SB1000C (Vazão 400 a 1000 L/h)• Bomba para aquário • Brita• Mangueira de 1 metro• Tela • Suporte

2.3.2 Montagem do aquário

Para um melhor custo benefício foi possível utilizar uma caixa d’água ao invés de um aquário que seria inviável pelo custo. Para a montagem foi necessária a lavagem da caixa d’água e em seguida forragem com britas de menor granulometria, de forma a abrigar as bactérias necessárias para o ciclo do nitrogênio e as



necessárias para a aquaponia. Esse procedimento foi importante para controlar algumas propriedades químicas como o pH e acelerar o ciclo do aquário.

Para o estudo foram utilizados peixes de porte médio, as tilápias, mostradas na figura 11. Assim o espaço foi maior, pois para a eficiência do sistema aquapônico, deve ser utilizado um mínimo de três peixes, o que foi realizado no projeto. Essa quantidade já está integrada com o tempo e demanda para o surgimento das bactérias, que são em média um mês. Através do controle, o nitrito, componente presente nas fezes da tilápia se torna nitrato. O período varia de acordo com o tamanho do aquário e da quantidade de peixes envolvido no sistema.

FIGURA 11 – Tilápias de médio porte


No aquário se utiliza uma quantidade média para máxima de água, também sendo recomendada a utilização de telas para evitar contratempos, como uma quantidade elevada de água, faz com que as tilápias tentem “pular”. As tilápias foram adicionadas à caixa com uma bomba de oxigenação para manter o índice de oxigênio elevado, ressaltando-se que a bomba não deveria conter um filtro. Por fim a alimentação do peixe deve foi diária e uma vez ao dia, sendo que em média uma tilápia de porte médio ingeriu de 2 a 4 grãos da ração.

2.3.4 Montagem do sistema aquapônico

Inicialmente foi realizado um furo de 50 mm no recipiente de 5 L; após o furo o recipiente foi lixado e o cano acoplado. O cano tinha as especificações de 50 cm de comprimento e 50 mm de diâmetro, sendo a distância entre o suporte e a caixa da água em 30 cm, utilizando uma cola veda tudo, recomendada para canos PVC cujo material tem contato com a água. A figura 12 contém uma foto do recipiente adaptado para o sistema aquapônico.

FIGURA 12 – Montagem do recipiente.




Após a instalação do cano, foi utilizado um joelho que causasse uma queda d’água, substituindo a bomba de oxigênio inicialmente utilizada pela bomba submersa ligada a uma mangueira que desaguasse no recipiente de 5L.

Foram colocados quatro tubos de 15 cm de comprimento e 50 mm de diâmetro para apoiar o suporte da espuma fenólica, sendo que cada cano foi equilibrado em uma extremidade.

A altura utilizada foi avaliada de acordo com o fluxo de água no recipiente de 5L, uma vez que a espuma fenólica não deveria ficar encharcada, e sim no nível da água. O furo no recipiente deveria ser centralizado para que houvesse uma queda de água considerável, levando em consideração que ela é a fonte de oxigenação. Uma foto do sistema aquapônico montado é mostrada na figura 13.

Fonte: Autoria própria (2020)

FIGURA 13 - Sistema aquapônico montado.

3.3.5. Plantio de mudas para o sistema aquapônico

As mudas foram semeadas uma por vez na espuma fenólica onde foi realizado um furo para que a alface germinasse; em seguida foram inseridas em um recipiente de 250 ml onde se colocou 50ml da água do aquário. Estas foram levadas até um local com pouca luz para que ocorresse a germinação e após vinte quatro horas foram retiradas do recipiente e implantadas no sistema aquapônico onde permaneceram até seu crescimento (figura 14).


FIGURA 14 – Plantação

Após uma semana foi possível notar o crescimento das hortaliças na espuma fenólica, mostrado na figura 15.



Duas semanas após sua germinação foi possível visualizar algumas complicações, mostrado na figura 16.


FIGURA 15 - Primeiras folhas da planta

As plantas cresceram de forma irregular e sem firmeza, não desenvolvendo as raízes, conforme mostra a figura 17.

FIGURA 16 - Duas semanas após a germinação



FIGURA 17 - Folhas com quatro semanas



3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 Resultado Esperado

Pensando em Fazendas Urbanas, foram analisados os sistemas de aquaponia e hidroponia em escala residencial, para definir qual a melhor vertente para uma produção independente. Comparando e otimizando os sistemas implantados para uma escala não comercial.

Devido a pandemia em curso de COVID-19, o Ministério da Educação suspendeu as atividades acadêmicas, impossibilitando o tratamento laboratorial proposto. Fez-se necessária uma adaptação do projeto de forma a permitir a sua realização, como a compra de equipamentos como o medidor de pH e TDS, para se permitir uma análise mais aprofundada dos sistemas de hidroponia e aquaponia.

Durante a germinação da hidroponia e aquaponia tivemos problemas com relação ao cultivo a partir da semente nua. As raízes cresceram e ficaram sobrepostas ao invés de penetrar na espuma fenólica, não gerando sustentação para a planta, conforme mostrado na figura 18.


FIGURA 18 - Raízes altas durante o cultivo

Métodos tradicionais como o encaixe das raízes com auxílio de pinça ou a adição de palitos de madeira para dar sustentação as plantas não foram suficientes. Mesmo com as raízes altas, as alfaces continuaram crescendo, chegando até seis folhas, entretanto não tinham sustentação para o desenvolvimento, conforme mostra a figura 19.


FIGURA 19 – Alfaces sustentadas



Uma solução seria a troca das sementes nuas para a espécie peletizadas, como foi feito na hidroponia, devido a facilidade do plantio já que a semente é revestida com material inerte que mantém o poder germinativo e as torna maiores e uniformizadas.

Com a ausência do laboratório, não foi possível detectar as possíveis causas do contratempo. Alguns testes poderiam ser realizados para averiguação do possível erro, tais como: coletar a água do aquário para verificar as propriedades como pH e ou concentração de nitrito e nitrato.

Além disso, o início do outono, a estação fria não favoreceu o cultivo.Como dito, a coleta da água poderia apontar possíveis falhas e averiguar se a bactéria estava presente

no aquário. Contudo se não houvesse a presença de bactérias não aconteceria o crescimento, e não podemos dizer que mesmo com todos os problemas elas continuaram a se desenvolver.

Outra adversidade foi com relação à solução nutritiva. Devido à pandemia e o decreto para o fechamento das lojas não foi possível encontrar a solução adequada, e assim foi utilizado fertilizante próprio, resultando na morte do cultivo, mas foi convertido e para refazer o cultivo, foi utilizado um kit hidropônico, programado para análises laboratoriais.

O tratamento laboratorial no qual seria feito o tratamento da água da chuva não foi possível. Por isso, foi utilizado um medidor de pH e de TDS para comparar os aspectos físico-químicos da água da chuva com a água mineral, utilizada no sistema. Os resultados são mostrados na tabela 3.

TABELA 3 - Comparativo água pluvial x água mineral

PARÂMETROS ÁGUA PLUVIAL ÁGUA MINERALpH 6 6,3TDS & ES (ppm) 130 81Cheiro N/A N/AMaterial sedimentável N/A N/ATDS & ES: Total de Sólidos Dissolvidos e Condutividade Elétrica (ppm)


Comparando a água pluvial e a água mineral, foi possível observar que em critérios de pH não há uma diferença tão apreciável, mas em relação ao TDS & ES, materiais em suspensão e condutividade foi possível verificar um aumento da água pluvial em relação a água mineral de 60%, que pode vir a afetar o sistema. Assim, foi utilizada água mineral em todas as etapas do sistema hidropônico.

As medições de pH e TDS & ES encontradas durante o período de maturação, foram dispostas na Tabela 4.

TABELA 4 - Faixa de medição

MEDIÇÃO pH TDS & ES (ppm)Germinação 6,3 284Mudas 6,0 400Crescimento 5,8 787TDS & ES: Total de Sólidos Dissolvidos e Condutividade Elétrica (ppm)




Os dados obtidos na tabela 3 se adequam ao padrão de medição, disposto na tabela 2. O que demostra que a solução está de acordo com o indicado, sendo adequada para o processo hidropônico.

O Gráfico 1 mostra a variação das medições no sistema hidropônico. É possível notar que durante as fases do processo de germinação a uma curva crescente na variação de TDS & ES, resultado de um aumento na nutrição da planta por meio da solução nutritiva que é renovada a cada período. Vale ressaltar o uso de recipientes diferentes durante as fases, sendo que para a fase de germinação foi utilizado um recipiente de 15 L, enquanto na fase de muda e crescimento foi utilizado um recipiente de 25 L. Além disso, nota-se que o pH se mantém na faixa ideal (5,5 a 6,5), porém com pequenas variações aceitáveis.


GRÁFICO 1 - Medições de pH e TDS & ES – Sistema Hidropônico

O crescimento da planta pode ser observado a partir da extensão das raízes, que são comparadas através da figura 29. A raiz tem como significado morfológico botânico um eixo de uma planta vascular, descendente e subterrâneo com ramificações secundárias, e que serve para fixá-la a um substrato, além de absorver e conduzir água e minerais (Dutra et al., 2015).

A primeira planta apresenta uma raiz menor, ainda em período de crescimento; a segunda planta tem aproximadamente 2 cm de extensão da raiz; a terceira planta aponta maior extensão, cerca de 5 cm, conforme mostrado na figura 20.


FIGURA 20 - Raízes altas durante o cultivo

O sistema hidropônico apresentou três trocas de nutrientes, de acordo com a sua fase de maturação, sendo possível visualizar o gráfico de medição de pH e TDS & ES, o que não pode ser feito no sistema aquapônico, uma vez que este não apresenta variação na nutrição por se tratar de um ecossistema cíclico.



As alfaces do sistema hidropônico, a partir do cultivo com sementes peletizadas, cresceram atingindo o ponto ideal de maturação e em torno de dez dias já estavam prontas para a primeira colheita, como mostrado na figura 21.


FIGURA 21 – Ponto ideal de maturação

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A hidroponia é um sistema mais robusto, que utiliza um método menos orgânico devido a utilização de componentes químicos em sua solução nutritiva, por conter nitrato e outros compostos químicos, não se faz tão orgânico. Nitratos são produzidos industrialmente e em excesso é prejudicial à saúde humana (Kodama, 2015).

Neste método é notório o crescimento das hortaliças em grande escala, apresentando maior eficiência devido a utilização de sementes peletizadas, estas por sua vez são mais eficazes do que as sementes nuas utilizadas no processo de aquaponia. Em critério de tempo de maturação, podem levar cerca de sessenta dias para a primeira colheita. A limpeza do recipiente deve ser realizada quinzenalmente para que não haja proliferação de larvas e se mantenha o controle do nível de pH e de temperatura.

Aaquaponia se faz mais sustentável devido à utilização de nutrientes provenientes de bactérias, porém com um crescimento menos favorável em menor escala. A limpeza, ao contrário da hidroponia, não é necessária pois este ambiente é adequado para a proliferação de microrganismos. Além de formar um ecossistema sustentável onde peixes e plantas convivem de forma harmônica (Kodama, 2015).

A comparação entre os sistemas se dá através de parâmetros como sustentabilidade, sementes utilizadas, tempo de maturação, crescimento das hortaliças e limpeza do recipiente. Através dos experimentos feitos foi possível concluir que ambos os sistemas são eficazes, porém o sistema hidropônico requer mais cuidados com relação aos controles de pH e condutividade, por ser alimentado por uma solução nutritiva composta por nutrientes químicos, o que torna o sistema mais ágil. Enquanto isso, o sistema aquapônico se faz mais orgânico, com menor necessidade de controle, porém com um tempo de maturação extenso.



Os sistemas podem ser comparados de forma quantitativa durante a análise de custos, sendo o sistema aquapônico mais barato do que o hidropônico, conforme mostrado na tabela 5.

TABELA 5 – Análise de custos

AQUAPONIA HIDROPONIAMaterial Preço Material Preço

Ração Tilápia R$ 10,00 2 Tampões 50mm R$ 16,00 Sementes peletizadas R$ 13,50 Bomba submersa - SB1000C R$ 69,99 2 Caixas plásticas

R$ 17,80 Fita refletiva R$ 23,90 Bomba da água R$ 69,99 Kit hidroponia R$ 257,30 Espuma fenólica R$ 33,00 Cano PVC (3m) R$ 26,90 Bomba de Oxigênio R$ 50,00 Copo plástico R$ 3,90 Caixa da água R$ 99,80 Mangueira de nível R$ 10,00 Cano e cola veda tudo R$ 16,00 4 Joelhos 50mm R$ 7,96 Tilápias R$ 48,00 Recipiente 25 L R$ 48,91

Caixa plástica R$ 17,80 TOTAL R$ 358,09 TOTAL R$ 394,09


Os sistemas se mostram de grande valia, tendo em vista os parâmetros analisados e poderiam ser implementados em residências para um consumo mais saudável e uma melhora na qualidade de vida, podendo ser adotados de acordo com o estilo de vida de cada um.

O projeto poderia ser aplicado no Centro Universitário Newton Paiva, no viveiro, para que os alunos pudessem se conectar com a natureza, além de promover um conhecimento sobre a área. Posteriormente, as hortaliças poderiam ser doadas para a comunidade local, de forma a agregar valor para a instituição e para os alunos.

5. AGRADECIMENTOS

O grupo agradece: A Deus por nos guardar e permitir que o trabalho fosse realizado, mesmo que sem acesso ao laboratório,

devido a pandemia COVID-19, onde tudo se fez tão difícil.Ao orientador Fernando Cabral Lage por toda dedicação e apoio dado. Ao professor Marcos Ribeiro por ter aceito participar da banca, é uma honra tê-lo conosco. A Faculdade Newton Paiva e seus funcionários, por toda a ajuda prestada ao grupo. A organização Begreen por todo apoio durante as visitas técnicas. Aos nossos familiares e amigos por toda ajuda durante esse período de muito trabalho, sem o apoio de

vocês nada disso seria possível.



REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Bertoncini, E. I. (2008). Tratamento de efluentes e reuso da água no meio agrícola. Revista Tecnologia & Inovação Agropecuária, 1(1), 152–169.

Carneiro, P. C. F., Morais, C., Nunes, M. U. C., Maria, A. N., & Fujimoto, R. Y. (2015). Produção integrada de peixes e vegetais em aquaponia. Aracaju: Embrapa Tabuleiros Costeiros, 2015a. 23p.(Embrapa Tabuleiros Costeiros. Comunicado Técnico, 189).

Comelli, J. P. (2015). Agricultura urbana: contribuição para a qualidade ambiental urbana e desenvolvimento sustentável: estudo de caso-hortas escolares no município de Feliz/RS.

de Menezes, G. F. F., dos Santos, D. B., Batista, R. O., de Oliveira Azevedo, D., da Silva Santana, G., Silva, A. S., & Duarte, A. J. A. P. (2013). Indicadores de qualidade, manejo e uso da água pluvial armazenada em cisternas do semiárido baiano. Agrarian, 6(22), 460–472.

Douglas, J. S. (1987). Hidroponia: cultura sem terra. NBL Editora.

Dutra, V. F., Iglesias, D. T., Chagas, A. P., & Thomaz, L. D. (2015). Botânica 2: Biologia das Plantas Vasculares (S. de E. à Distância (ed.)). Universidade Federal do Espirito Santo.

Kodama, G. (2015). Viabilidade financeira em sistema de aquaponia.

Organização das Nações Unidas. (2015). Transformando nosso mundo: a agenda 2030 para o desenvolvimento sustentável. ONU Nova York. Disponível em <https://sdgs.un.org/>. Acesso em 04 outubro 2020.

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