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No Havaí, Baker (2010) calculou o preço break-even da produção de alface aquaponica e Tilapia com base em uma operação hipotética. O estudo estima que o preço break-even da alface é\ $3,30/kg e tilápia é\ $11,01/kg. Embora a sua conclusão seja que este break-even pode potencialmente ser economicamente viável para o Havaí, tais preços break-even são demasiado elevados para a maioria dos contextos europeus, especialmente quando se comercializa através de retalhistas e canais de distribuição convencionais. Nas Filipinas, a Bosma (2016) concluiu que a aquaponia só pode ser financeiramente sustentável se os produtores conseguirem garantir mercados de nicho de ponta para o peixe e grandes mercados para os legumes orgânicos frescos.

Aquapônica em ilhas tropicais (Ilhas Virgens e Havaí) e zonas quentes e livres de geadas (Austrália) contrasta muito com locais mais distantes do equador. As vantagens em locais quentes são os custos mais baixos de aquecimento e a disponibilidade sazonalmente uniforme da luz do dia, permitindo assim que sistemas potencialmente de baixo custo sobrevivam economicamente. Uma localização livre de geadas perto do equador, com pouca ou nenhuma diferença sazonal, torna mais barato e fácil configurar e operar um sistema durante todo o ano, o que permite configurações de empresas familiares semi-profissionais nessas regiões. Além disso, a produção local nessas áreas é valorizada mais, uma vez que as culturas verdes frondosas são difíceis de armazenar (por exemplo, Austrália/calor) ou difíceis de transportar para os clientes (Ilhas) e geralmente têm uma margem de contribuição muito maior do que em locais como a Europa e a América do Norte.

A aquapônica pode ter várias vantagens em um contexto urbano. No entanto, as vantagens só são eficazes se forem tidas em conta as condições específicas do quadro urbano e se forem criados esforços adicionais de comunicação. Os agroparques periurbanos são apresentados por Smeets (2010) como uma solução técnica e economicamente viável para a agricultura urbana, oferecendo potencial de sinergia com a indústria existente por meio de calor residual e logística adequada, bem como fluxos alternativos de materiais inorgânicos e orgânicos, por exemplo, Cosub2/Sub, de produção de cimento. A aquapônica de cobertura utiliza espaços “vazios” em áreas urbanas (Orsini et al. 2017). Os telhados são muitas vezes assumidos como livres de custos “porque eles estão lá”. No entanto, cada espaço na cidade é de alto valor. Um proprietário de um edifício sempre buscará receita para o espaço que oferece, até mesmo a utilização de telhados vagos. Uma fazenda na cobertura acarreta um alto risco econômico e podem ter que ser feitas mudanças no edifício (aberturas e logística). Os telhados também são interessantes para a produção de energia solar com menos risco para o operador (ver também Chap. 12).

Embora a aquapônica seja muitas vezes explicitamente apontada como uma tecnologia de produção adequada para ambientes urbanos e até mesmo áreas com solo contaminado, o custo imobiliário é muitas vezes completamente subestimado. Por exemplo, os preços oficiais dos imóveis na Alemanha podem ser examinados através da ferramenta on-line BorisPlus (2018), revelando uma diferença significativa entre os preços limite da cidade interna e os preços dos terrenos agrícolas. Por exemplo, os imóveis periurbanos dentro dos limites da cidade em Dortmund, Alemanha, estão na faixa 280 €/msup2/sup-350 €/msup2/sup, enquanto os terrenos agrícolas fora dos limites da cidade estão na faixa de 2 €/msup2/sup-6 €/msup2/sup. Além disso, os códigos de construção alemães concedem aos agricultores o privilégio de erguer edifícios agrícolas fora dos limites da cidade. Esta situação jurídica e financeira torna as terras agrícolas próximas às zonas económicas atrativas para as explorações aquánicas de maior escala, levando ao conceito acima mencionado de agroparques. A colocação de fazendas aquapônicas levanta desafios com a percepção do cliente. Cidadãos entrevistados sobre sua preferência por diferentes conceitos de agricultura urbana para o uso do solo público do interior da cidade mostraram preferência pelo uso que mantém o espaço acessível para os cidadãos, bem como baixos níveis de aceitação para os agroparques (Specht et al. 2016). Os resultados da pesquisa sobre a aceitação da aquapônica revelaram uma variância maior do que as demais utilizações potenciais, sugerindo uma ambivalência cidadã devido à falta de informações sobre o método de produção. São necessários esforços adicionais de comunicação, uma vez que a aquapônica é um sistema de produção altamente complexo e novo desconhecido para a maioria das pessoas na sociedade, incluindo as populações urbanas.

Os potenciais e riscos da aquapônica em um contexto urbano tornam-se claros a partir do parágrafo acima. Estratégias distintas e planos de contingência devem ser desenvolvidos em um contexto urbano ao planejar a implementação de uma instalação de produção aquapônica.

A maior parte dos dados actualmente recolhidos sobre agricultores comerciais centra-se em locais fora da Europa. Uma boa avaliação económica das instalações aquánicas em latitudes e climas europeus é difícil, porque, por um lado, apenas existem muito poucas fábricas comerciais na Europa e, por outro lado, os equipamentos técnicos, a escala e os modelos de negócio são muito diferentes noutras partes do globo, onde as empresas comerciais A aquapônica é mais difundida (Bosma et al. 2017). Embora Goddek et al. (2015) e Thorarinsdottir (2015) apresentem uma visão muito boa das fábricas comerciais europeias e dos seus desafios, apresentam apenas alguns parâmetros económicos, tais como os preços (direcionados) ao consumidor, as declarações sobre rendimentos “potencialmente” alcançáveis ou os preços de equilíbrio para a produção. Uma vez que estas apenas são válidas nas condições específicas das instalações investigadas, apenas podem ser transferidas declarações limitadas para outros locais, mesmo dentro da Europa.

Embora existam algumas avaliações específicas da produtividade (por exemplo, Medina et al. 2015, Petrea et al. 2016), não se conhecem actualmente análises completas do potencial de mercado e avaliações de custo-eficácia bem fundamentadas. Além disso, há estudos iniciais sobre modelos dinâmicos técnicos utilizando a dinâmica do sistema metodológico como Goddek et al. (2016) e Körner e Holst (2017). Isto ilustra como é essencial a disponibilidade de dados abrangentes para realizar uma análise sólida da rentabilidade.

Um dos poucos casos hipotéticos de modelização criados com dados da Europa é o modelo de Morgenstern et al. (2017). Eles forneceram dados técnicos da planta piloto da Universidade de Ciências Aplicadas do Sul da Vestefália, que consistia em uma piscicultura comercial e um sistema de horticultura padrão. Neste caso, foram modelados cálculos de investimento e custos completos com dados técnicos detalhados abrangentes para sistemas em três escalas diferentes. Foram efectuados modelos de cálculo dos custos operacionais para um período de arranque de 6 anos e dos custos de investimento, bem como um cálculo simplificado da diferença de desempenho em termos de custos para três explorações aquánicas de dimensões diferentes que criam bagres europeus (Silurus glanis) e produzem alface. Os tamanhos calculados foram derivados da planta piloto localizada na Universidade de Ciências Aplicadas do Sul da Vestefália e da escala de aquicultura do parceiro do projeto. Os tamanhos de aquicultura modelados foram 3 msup3/sup, 10 msup3/sup e 300 msup3/sup. Foram feitas algumas suposições gerais e simplificações para os cálculos, que ilustram as críticas acima apresentadas sobre as limitações da modelagem hipotética:

  1. A qualidade da produção e as perdas de produção inferiores à média nos primeiros 5 anos foram consideradas. Os cálculos de rendibilidade baseiam-se num processo de produção amadurecida e estável a partir do ano 6.

  2. Produção constante de hidrocultura. O fluxo de nutrientes completo da água de processo foi calculado para ser consumido pela produção de hidrocultura de alface, independentemente das diferenças sazonais e da disponibilidade de nutrientes da aquicultura.

  3. O tamanho do leito de cultivo de hidrocultura foi calculado para 60 msup2/sup, 200 msup2/sup e 5.500 msup2/sup.

  4. A procura de aquecimento de hidrocultura e aquicultura foi aproximada com uma metodologia ligeiramente modificada da KTBL (2009). A localização modelada da fazenda é Düsseldorf, Alemanha.

  5. Os custos de energia por kWh foram aproximados para a produção com um sistema combinado de calor e energia (PCCE) com 15 cT/kWh (eletricidade) e 5,5 cT/kWh (calor), respectivamente. Por razões de simplicidade, um sistema CHP não foi modelado.

  6. Assumiu-se a comercialização directa dos produtos. Bastante otimistas, mas não excessivamente otimistas, os preços de mercado foram calculados para os produtos. Não foram incluídos no cálculo custos de marketing alargados, uma vez que o esforço de marketing necessário para construir uma base de clientes e um mercado estável não foi abordado no projecto. A negligência dos custos de marketing pressupõe que os preços de mercado na comercialização direta não têm custos e, por conseguinte, constituem uma simplificação importante do cálculo.

  7. Não foram incluídos nos cálculos quaisquer custos relacionados com os bens imóveis necessários para a exploração. A razão para esta simplificação é os custos muito diferentes para o espaço, dependendo da localização e do contexto do projeto.

  8. O custo da mão-de-obra foi calculado pelo salário mínimo, o que constitui um pressuposto forte no que diz respeito aos elevados níveis de capital humano necessários para gerir sistemas aquapónicos complexos.

  9. As perdas de mortalidade de 5% no sistema aquícola são compensadas pelo excesso de estoque no início de cada ciclo de produção.

Uma análise da estrutura de custos do sistema aquícola modelado de produção mostra que a mão-de-obra, os alimentos para peixes e os juvenis e a energia são os principais factores de custos, contribuindo com cerca de um terço dos principais custos cada. Neste momento, há que salientar que os custos da mão-de-obra são calculados com base no salário mínimo e que os custos da área ocupada da exploração não foram tidos em conta nos cálculos (Fig. 18.1).

Os custos de eletricidade e aquecimento oferecem potencial de otimização. As bombas têm uma vida útil entre 2 e 5 anos. Bombas ineficientes podem ser substituídas por bombas mais eficientes no ciclo de vida natural da máquina. Os ganhos de eficiência de custo para esses tipos de otimizações são simples de calcular, e os ganhos de eficiência também são fáceis de monitorar após a implementação. Medidas semelhantes para reduzir os custos de aquecimento são relativamente fáceis de calcular. Por exemplo, os custos e os efeitos de painéis de isolamento adicionais podem ser calculados, e também aqui os ganhos podem ser facilmente monitorados.

Os custos de mão-de-obra emergem como o principal fator de custo que mostra um potencial significativo de otimização com upscaling. Sistemas de maior escala permitem a utilização de dispositivos de poupança de mão-de-obra, por exemplo, niveladoras automatizadas ou máquinas automatizadas de enchimento de alimentadores. A rentabilidade destes tipos de optimizações tem de ser calculada numa base por projecto.

! Estrutura de Custos Tamanho da Produção Aquicultura

Fig. 18.1 Estrutura de custos para o lado aquícola de um sistema aquaponico, modelo hipotético a partir de dados técnicos da planta piloto da Universidade de Ciências Aplicadas do Sul da Vestefália. (Baseado em Morgenstern et al. 2017)

Da mesma forma, foi realizada uma análise de custos para a parte hidrocultura dos sistemas modelados. Os principais fatores de custo são mão-de-obra, mudas e custos de energia para iluminação e aquecimento. Uma maior maturidade operacional da produção, quando a curva inicial de aprendizagem de start-up foi dominada, pode abrir espaço para a produção interna de mudas. A integração desta etapa de produção pode oferecer potencial de otimização de custos. No que se refere ao potencial de redução de custos dos outros factores geradores de custos, energia e mão-de-obra, a situação acima descrita também é aplicável à parte hidrocultura (Fig. 18.2).

Foi realizada uma análise da diferença de custo-desempenho para os três tamanhos de sistemas, mostrando que o microsistema e o pequeno sistema não são economicamente viáveis. Não existe qualquer potencial de automatização e racionalização exploráveis devido às dimensões aquícolas extremamente reduzidas e às pequenas dimensões da hidrocultura que resultam em custos de mão-de-obra proibitivamente elevados. A sobretaxa de quantidade mínima e as taxas de transporte para os alimentos para peixes e efeitos semelhantes para outras categorias de custos implicam um encargo financeiro adicional para estes dois sistemas.

O sistema de dimensão da produção apresenta uma diferença positiva no desempenho dos custos quando não são tidos em conta os custos imobiliários ou as instalações dos terrenos exigidos (quadro 18.1).

! Estrutura de Custo Alface HidroculturaFig. 18.2 Fig. 18.2 Estrutura de custos para o lado hidropônico de um sistema aquapônico, modelo hipotético a partir de dados técnicos da planta piloto da Universidade de Ciências Aplicadas do Sul Vestfália. (Baseado em Morgenstern et al. 2017)

Tabela 18.1 Análise do custo-desempenho do cálculo do modelo

tabela cabeça tr class="cabeçalho” Diferença de desempenho/th th Unidade /th th Micro /th th Pequeno /th th Produção /th /tr /cabeça tbody tr class="ímpar” TDMargem de contribuição aquicultura td €/a /td td -4173 /td td -2566 /td td 114,862 /td /tr tr class="mesmo” TDHidrocultura da margem de contribuição/td td €/a /td td 691 /td td 13.827 /td td 541.087 /td /tr tr class="ímpar” Margens de contribuição TDSum/td td/td td -3.483 /td td 11.260 /td td 655.948 /td /tr tr class="mesmo” TDCusto da mão-de-obra aquicultura td €/a /td td 3.705 /td td 8.198 /td td 45.000 /td /tr tr class="ímpar” TDHidrocultura do custo do trabalho/td td €/a /td td 3.148 /td td 8.395 /td td 179.443 /td /tr tr class="mesmo” Custos da mão-de-obra TDSum td €/a /td td 6.853 /td td 16.593 /td td 224,443 /td /tr tr class="ímpar” TdReal custos imobiliários tenure/td td/td td n.d. /td td n.d. /td td n.d. /td /tr tr class="mesmo” TDdepreciação/TD td €/a /td td 7.573 /td td 15.229 /td td 185.269 /td /tr tr class="ímpar” TDTaxa de juro 2% /td td €/a /td td 1.515 /td td 3.046 /td td 37,054 /td /tr tr class="mesmo” Diferença de desempenho/td TDCost td €/a /td td -19.424 /td td -23.607 /td td 209.183 /td /tr /tbody /tabela

Fonte: Morgenstern et al. (2017)

Quadro 18.2 Potencial de criação de emprego

tabela cabeça tr class="cabeçalho” th/th th Unidade /th th Micro /th th Pequeno /th th Produção /th /tr /cabeça tbody tr class="ímpar” Custo da mão-de-obra TDSum td €/a /td td 6.853 /td td 16.593 /td td 224,443 /td /tr tr class="mesmo” TDSum tempo de trabalho/td td Dias/A /td td 46 /td td 111 /td td1.496/td /tr tr class="ímpar” TDNumber de trabalhos/td td/td td 0,21 /td td 0,5 /td td 6,8 /td /tr /tbody /tabela

Fonte: Morgenstern et al. (2017)

Além disso, a análise esclarece o potencial de criação de emprego dos respectivos sistemas. O cálculo do modelo foi realizado sob o pressuposto de que todas as tarefas de despesas gerais exigidas da empresa são tratadas por empregados regulares, um pressuposto que é bastante optimista no que diz respeito ao facto de o salário mínimo ter sido utilizado para o cálculo.

Uma outra suposição foi feita em relação à separação de empregos: os funcionários trabalham em ambas as partes do sistema, da aquicultura e da hidrocultura, de acordo com o trabalho que é necessário para o respectivo sistema. Isso requer um conjunto de habilidades elevado que coloca outro ponto de interrogação por trás do cálculo do salário mínimo.

Mesmo no sistema de produção de maior dimensão, o número de postos de trabalho criados é limitado. O número calculado de empregos é congruente com a experiência de empresas hortícolas que trabalham com hidroponia, que geralmente empregam entre cinco e dez trabalhadores por hectare de estufa (Tabela 18.2).

Os dados sobre os investimentos iniciais em aquaponia são, por um lado, muito difíceis de encontrar e, por outro, ainda mais difíceis de comparar. Alguns dos dados preliminares recolhidos a partir de outras fontes sobre o investimento inicial necessário para a criação de uma exploração aquapônica (ver quadro 18.3) mostram diferenças elevadas entre os investimentos iniciais nos sistemas, reais ou hipotéticos. Uma vez que os sistemas diferem na quantidade extrema de fatores, é altamente problemático tirar quaisquer conclusões sobre os investimentos iniciais necessários. No entanto, o investimento inicial na aquaponia parece ser relativamente elevado, o que reflecte a fase inicial da indústria. Estimamos que um investimento inicial em um sistema aquapônico comercial na Europa começa

Quadro 18.3 Custos de investimento estimados na aquapônica, várias fontes

tabela cabeça tr class="cabeçalho” oLiteratura fonte/th th Investimento total [aprox. por msup2/sup de superfície de crescimento] /th th Localização /th th Dimensão e tipo de aquicultura /th th Tamanho e tipo hidropônico /th /tr /cabeça tbody tr class="ímpar” TDBailey et al. (1997) /td td $22,642 [$ 226/ msup2/sup] /td td Ilhas Virgens, EUA /td td 4 tanques Tilápia Sem aquecimento /td td 100 msup2/sup Alface DWC Sem estufa /td /tr tr class="mesmo” TdaDler et al. (2000) /td td $244,720 [$ 240/ msup2/sup] /td td Shepherdstown, WV, ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA /td td 19.000 l 239 msup2/sup Arco-íris truta Sem aquecimento ($122,80) /td td cca. 120 msup2/sup Alface NFT ($17,150) Estufa de polietileno com aquecimento e luzes ($78,770) /td /tr tr class="ímpar” TDTokunaga et al. (2015) /td td $217,078 [$ 190/ msup2/sup] /td td Hawai'i, EUA /td td 75,71 msup3/sup Tilápia /td td 1142 msup2/sup Alface DWC /td /tr tr class="mesmo” TDMorgenstern et al. (2017) /td td €151.468 [€ 1067/msup2/sup] /td td Localização do modelo: Düsseldorf /td td 3 msup3/sup Europeu bagre /td td 59 msup2/sup crescer área de cama 83 msup2/sup estufa Alface DWC /td /tr tr class="ímpar” TDMorgenstern et al. (2017) /td td €304.570 [€650/msup2/sup] /td td Localização do modelo: Düsseldorf /td td 10 msup3/sup Europeu bagre /td td 195 msup2/sup crescer área de cama 274 msup2/sup estufa Alface DWC /td /tr tr class="mesmo” TDMorgenstern et al. (2017) /td td €3.705.371 [€ 302/msup2/sup] /td td Localização do modelo: Düsseldorf /td td 300 msup3/sup Europeu bagre /td td 5.568 msup2/sup crescer área de cama 6.682 msup2/sup estufa Alface DWC /td /tr /tbody /tabela

com pelo menos 250 EUR/msup2/sup de área de crescimento, mas pode facilmente exigir um investimento muito mais elevado, dependendo das condições externas, da dimensão e complexidade do sistema e da duração do período de crescimento desejado (Quadro 18.3).

O status experimental e pioneiro da aquapônica comercial é uma das razões pelas quais o financiamento de projetos de maior escala comercial pode ser um desafio. A maior parte dos sistemas aquapónicos foi financiada através de bolsas de investigação ou através de entusiastas da aquapónica. A comunicação pessoal com bancos alemães que são tradicionalmente fortes no financiamento de investimentos agrícolas e que, portanto, estão familiarizados com os meandros da produção vegetal e da criação animal revelou que eles não iriam financiar um projeto aquapônico devido à falta de um modelo de negócios comprovado e estabelecido (Morgenstern et al. 2017).


Aquaponics Food Production Systems

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