Uso eficiente de nutrientes na produção de biomassa vegetal num sistema de aquaponia com monitorização inteligente

Ushiña, Damariz Yessenia Santillan

http://hdl.handle.net/10400.8/9781

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Projeto de Dissertacao-Damariz Y. Ushina Revisto_cf.pdf		3.7 MB	Adobe PDF	Download

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Authors

Ushiña, Damariz Yessenia Santillan

Advisor(s)

Vieira, Judite dos Santos

Fernandes, Telmo Rui Carvalhinho Cunha

Faria, Sérgio Manuel Maciel de

Abstract(s)

Os problemas ambientais relacionados com poluição do solo, diminuição de fontes de água, alterações climáticas e aumento da necessidade de produção de alimentos, tem levado ao desenvolvimento de novas tecnologias para obter maior eficiência produtiva com menos recursos, particularmente água e energia. A aquaponia é uma tecnologia que combina o cultivo de peixes e o cultivo de plantas sem solo de forma integrada. Nesse sistema, os resíduos produzidos pelos peixes são absorvidos pelas plantas e as plantas recebem os nutrientes de que precisam para crescer e filtram a água, tornando-a segura para os peixes. Esta abordagem em ciclo fechado torna a aquaponia ambientalmente amigável e altamente eficiente para produção de alimentos, no entanto é fundamental garantir o seu funcionamento adequado, exigindo um controlo permanente. A aplicação da Internet das Coisas (IoT) em sistemas de aquaponia tem revolucionado a forma como este tipo de sistemas são monitorizados e geridos. Ao integrar sensores inteligentes, é possível ter dados em tempo real sobre parâmetros de qualidade da água como pH, temperatura, humidade, entre outros. Esses dados são enviados para uma plataforma centralizada, e posteriormente descarregados para serem analisados e interpretados. Com controlo IoT, os sistemas de aquaponia tornam-se mais eficientes, sustentáveis e resilientes. Este trabalho teve como objetivo testar um sistema inteligente (sensores) de monitorização aplicado à linha 3 do Laboratório de Sistemas Multitróficos Integrados (LSMI). A análise da qualidade da água foi efetuada com base nos parâmetros: pH, temperatura (T), condutividade elétrica (CE), oxigénio dissolvido (OD), temperatura (T), sólidos dissolvidos totais (SDT) e potencial de oxidação-redução (ORP). Para o efeito, foram realizadas, medições diárias cada 10 min aproximadamente ao longo dos meses de abril, junho e agosto de 2023. Verificou-se que os valores obtidos pelo sistema inteligente, após procedimentos de calibração, estiveram nas faixas recomendadas ao funcionamento adequado do sistema de aquaponia, comparando com a informação obtida por monitorização manual. No entanto, ocorreram certas limitações técnicas para os sensores de pH, OD e ORP que impossibilitaram a obtenção de dados em contínuo. Os valores médios de pH obtidos nos meses de junho e agosto variaram entre 5 e 8; os de CE em abril, junho e agosto, variaram entre 1200 μS/cm e 1500 μS/cm, SDT entre 700 mg/L e 1000 mg/L e temperatura com valores médios entre 18 °C e 30 °C. Para o mês de agosto o sensor de ORP apresentou valores entre 20 mV e 300 mV. Foi ainda possível estabelecer relações de correlação entre os parâmetros. Em abril, verificou-se uma correlação negativa entre T e SDT. Em junho, observou-se uma correlação negativa entre pH e SDT e no mês de agosto, verificou-se uma correlação positiva entre CE e SDT e correlação negativa entre pH e ORP. Dentro do sistema inteligente foram ainda colocados sensores de imagem (câmaras inteligentes) para monitorizar o crescimento das plantas, 16 alfaces, ao longo de um mês (outubro de 2023), e detetar a presença de insetos, e desta forma comparar com os resultados da monitorização manual. A monitorização inteligente em contínuo apesar de alguns desafios revelou ser uma mais-valia no controlo do sistema, permitindo implementar ações corretivas precocemente.