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A parte hidropônica do sistema engloba a maior parte do espaço ocupado pela instalação. Três projetos primários são usados: leitos de mídia, cultura de águas profundas (DWC) e NFT.

Systems baseado em mídia: O design de sistemas baseados em mídia, às vezes chamado de inundação e drenagem, é bastante direto. Um recipiente preenchido com substrato é periodicamente inundado com água do tanque de peixes. Em seguida, a água drena de volta para o cárter (ou tanque de peixes) atraindo oxigênio para o substrato para raízes de plantas e bactérias nitrificantes. O leito de mídia suporta a planta à medida que cresce e serve como um filtro sólido e biológico (Figura 6). Devido a relativamente poucos componentes e facilidade de construção e operação, esses sistemas são populares para amadores e em regiões em desenvolvimento. No entanto, é incomum encontrar produção comercial usando apenas camas de mídia, pois eles são menos produtivos do que outros tipos discutidos abaixo. Regra de polegar para sistemas de mídia estão detalhados na Tabela 1.

Tabela 1: Regras gerais para sistemas aquapônicos baseados em mídia. Regras de uso para sistemas aquapônicos baseados em mídia Características do substratoporoso para aumentar a retenção de oxigênio e águaFornecer drenagem adequadaFácil de manusearleve Projeto do SistemaAs camas das plantas devem ter pelo menos 30 cm de profundidadeA água deve permanecer 2 polegadas abaixo da superfície da mídia para evitar que as algas cresçam nasuperfície da mídia. Os tanques de peixes ou os reservatórios devem ser dimensionados para que a bomba não seque e o tanque não transborde durante o ciclo de inundação e drenagem. Relação 1:1 entre o volume do tanque de peixes e o volume do leito da planta para um projeto simples envolvendo apenas um tanque de peixes e leito de plantas. Arelação 2:1 ou 3:1 pode ser alcançada pela adição do cárter (Figura 5)Capacidade de cargaBaixa densidade de estoque de peixesFiltragem de sólidos separados necessária para aumentar a densidade de peixesA taxa de alimentação é 25 -40% menor do que os valores relatados para cultura de águas profundas Gerenciamento do fluxo de águaOvolume do tanque de peixe deve ser circulado pelo leito da planta a cada horaFluxo de águaManutençãonecessária em intervalos regulares para remover sólidosVermes vermelhos podem ser adicionados para mover sólidos preso em camas

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Uma variedade de materiais pode ser usada como substrato, incluindo cascalho de ervilha, rocha de lava, seixos de argila expandida ou outros meios inertes; os praticantes podem ser limitados pelo que está disponível localmente. O fluxo de água no sistema é controlado por um temporizador ou sifão. Usando o método do temporizador, a água é bombeada por um período de tempo definido, permitindo que a cama encha.

Quando o temporizador se desliga, a água drena até que o temporizador ligue novamente a bomba. O método do sifão é frequentemente implementado usando um sifão de sino automático (Figura 7a) ou sifão de loop (Figura 7b). Em ambos os métodos de sifão, a bomba funciona continuamente, controlando a rapidez com que o leito enche e drena. Fox et al. (2010) fornece instruções detalhadas, passo a passo para a construção, operação e solução de problemas de um sifão de sino automático.

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Os sistemas de mídia de fluxo constante oferecem uma alternativa ao método de inundação e drenagem. Água fortemente arejada flui para o leito de mídia. Em vez de um ciclo de inundação e drenagem, o nível da água permanece constante usando um tubo vertical. Isso reduz drasticamente o tamanho do cárter necessário para este tipo de sistema de crescimento.

Deep Water Culture: Este método de crescimento envolve a suspensão de plantas em uma jangada flutuante, permitindo que as raízes pendurem na água (Figura 8). As raízes das plantas estão em constante contato com a água rica em nutrientes do aquário.

A filtração eficaz de sólidos é um requisito nesses sistemas para evitar que os sólidos entrem no leito da planta e entupem as raízes da planta. Também deve ser fornecida aeração nas calhas das plantas para manter níveis adequados de oxigénio para as raízes das plantas e bactérias benéficas. Junto com sua grande capacidade de retenção de água que mantém os parâmetros de qualidade da água mais estáveis, a parte inferior das jangadas e o revestimento das calhas fornecem espaço adequado para a colonização das bactérias nitrificantes. O próprio design também oferece uma almofada contra quedas de energia, pois as raízes permanecem submersas na água apesar da perda de água ou fluxo de ar.

Tabela 2: Regras de polegar para DWC em aquaponia.

Regras de polegar para a cultura de águas profundas em AquaponicsCaracterísticas do substratoAs jangadas são comumente feitas de placas de plástico ou poliestireno HDPE Ascamas devem ser isoladas para evitar flutuações de temperatura no sistema As camas dedesign do sistemadevem ter 30 cm de profundidadeAlargura da cama pode variar, mas normalmente têm 4 pés de larguraAfiltração eficiente de sólidos é necessária para evitar que sólidos se acumulem nos canteiros da planta Aaeração é necessária em tanques de peixes e plantas Vazão de água de 5-10 galões por minutoCapacidade de cargaAlta densidade de peixe obtida com sólidos e filtração biológicadensidade de peixes não superior a 60 kg/m3 (0,5 lb/galão)Ospeixes consomem 1 -3% do corpo peso na ração por dia*Aentrada de alimentos para folhas verdes é 40-60g de alimentos/m2/dia alimentando 32% dieta proteicaAentrada de alimentos para frutificação culturas é 60-100g de alimentos/m2/dia alimentando 32% dieta protéicaFolhas verdes estocadas em 20-25 plantas/m2Culturas de frutificação estocadas em 4 plantas/m 2Gestão do Fluxo deÁgua 1 a 4 horas de tempo de retenção de água nas calhas das plantasOsleitos longos e estreitos ajudam a água a mover-se através do sistemaManutençãoOssólidos finos podem se acumular nas calhas e precisarão ser removidos Clarificador drenado diariamenteSólidos finos captura limpa semanalmente

\ *Exceção é em estágios iniciais da vida, onde os peixes podem consumir 5 -10% de seu peso corporal em alimentos por dia.

A cultura de águas profundas (DWC) é mais produtiva (kg de produto/m^2^ espaço de crescimento) do que os sistemas baseados em mídia; no entanto, pode ser mais difícil de gerenciar em escala menor. Estes sistemas são bem pesquisados pela indústria hidropônica e aquapônica e são comumente implementados em ambientes comerciais.

Folhosos verdes e ervas, como o manjericão, fazem bem neste sistema de produção. Culturas de frutificação como tomates, pepinos e pimentas podem ser bem sucedidas com densidades adequadas de nutrientes e apoio estrutural. A técnica DWC pode não ser adequada para áreas onde o acesso a suprimentos ou equipamentos é limitado. As regras de ouro para DWC em aquaponia estão listadas na Tabela 2.

Nutrient Film Technique: A tecnologia Nutrient Film Technique (NFT) vem diretamente da indústria hidropônica. Neste método, as plantas são inseridas no topo dos canais horizontais rasos. Um pequeno filme de água é bombeado através do canal, entrando em contato com raízes de plantas que utilizam esses nutrientes para o crescimento (Figura 9). Os sistemas NFT, como o DWC, requerem filtração suficiente de sólidos para evitar a contaminação das raízes das plantas. Em contraste com o DWC, os sistemas NFT precisam de um filtro biológico separado, pois o canal sozinho não fornece área de superfície suficiente para o crescimento suficiente de bactérias nitrificantes.

Esses sistemas são mais complexos de projetar, construir e gerenciar do que sistemas baseados em mídia. Se os canais não forem dimensionados corretamente, as raízes das plantas podem interromper o fluxo de água entupindo os tubos. Esse projeto assume um grau de risco, pois a falha da bomba pode resultar em grande perda de safra se o fluxo de água não for retomado rapidamente. No entanto, a NFT pode ser um ótimo sistema para áreas urbanas ou telhados, pois eles são leves, usam muito pouca água e podem ser feitos de materiais de fácil origem. As regras de ouro para NFT na aquapônica são enumeradas no quadro 3.

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Tabela 3: Regras de ouro para NFT em aquapônica Regras de Polegar para Técnica de Filme Nutriente emCaracterísticas do SubstratoAquaponicsOs canais podem ser feitos de plástico pré-fabricado, material de calha de chuva ou tubo de PVCOs tubos brancos devem ser usados à medida que refletem a luz solar mantendo o canal interno frescoDesign do SistemaOs canais quadrados ou rodadas são adequadosOdiâmetro do canal deve ser apropriado para o tamanho da raiz da culturaFolhosos - 7,5 cm de diâmetro do tuboCulturas de frutificação - 11 cm de diâmetro do tubo Os canais não devem exceder 12 m para evitar deficiências de nutrientes nas plantas no final do tubo Ainclinação do canal precisa ser de 1 cm/m para garantir um fluxo adequadoFiltragem de sólidos eficiente necessária como sólidos podem entupir tubosdearejamento pesado necessárioCapacidade de carga Alta densidade de estocagem de peixes de 60 kg/m3 (0,5 lb/galão) pode ser alcançada com sólidos apropriados e filtração biológicaAplanta precisa de um mínimo de 21 cm entre o Gerenciamento doFluxo de Águade1 a 4 horas de tempo de retenção de água em calhas de plantas Camas longas e estreitas ajudam a água a se mover através do sistema Oscanais demanutençãoprecisam ser limpos entre a colheitaBombas de backup e geradores são necessários, pois as plantas são muito vulneráveis durante interrupções

\ *Exceção é em estágios iniciais da vida, onde os peixes podem consumir 5 -10% de seu peso corporal em alimentos por dia.

*Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *


Kentucky State University

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