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

2024-04-30Master thesis Open access
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datacite.subject.fosEngenharia e Tecnologia::Engenharia do Ambientept_PT
dc.contributor.advisorVieira, Judite dos Santos
dc.contributor.advisorFernandes, Telmo Rui Carvalhinho Cunha
dc.contributor.advisorFaria, Sérgio Manuel Maciel de
dc.contributor.authorUshiña, Damariz Yessenia Santillan
dc.date.accessioned2024-07-03T13:41:29Z
dc.date.available2024-07-03T13:41:29Z
dc.date.issued2024-04-30
dc.description.abstractOs 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.pt_PT
dc.description.sponsorshipProtótipo de medição elaborado no âmbito do projeto Embalagem do Futuro®, Agenda Verde para a Inovação Empresarial, projeto de investimento n.º: 59, financiado pelo PRR, NextGenerationEU.pt_PT
dc.identifier.tid203656385pt_PT
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10400.8/9781
dc.language.isoporpt_PT
dc.relationLaboratory of Separation and Reaction Engineering - Laboratory of Catalysis and Materials
dc.relationALICE - Associate Laboratory in Chemical Engineering
dc.subjectAquaponiapt_PT
dc.subjectMonitorizaçãopt_PT
dc.subjectQualidade da águapt_PT
dc.subjectIoTpt_PT
dc.subjectSensorespt_PT
dc.subjectCalibraçãopt_PT
dc.titleUso eficiente de nutrientes na produção de biomassa vegetal num sistema de aquaponia com monitorização inteligentept_PT
dc.typemaster thesis
dspace.entity.typePublication
oaire.awardTitleLaboratory of Separation and Reaction Engineering - Laboratory of Catalysis and Materials
oaire.awardTitleALICE - Associate Laboratory in Chemical Engineering
oaire.awardURIinfo:eu-repo/grantAgreement/FCT/6817 - DCRRNI ID/UIDB%2F50020%2F2020/PT
oaire.awardURIinfo:eu-repo/grantAgreement/FCT/6817 - DCRRNI ID/LA%2FP%2F0045%2F2020/PT
oaire.fundingStream6817 - DCRRNI ID
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project.funder.identifierhttp://doi.org/10.13039/501100001871
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project.funder.nameFundação para a Ciência e a Tecnologia
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rcaap.rightsopenAccesspt_PT
rcaap.typemasterThesispt_PT
relation.isProjectOfPublicationb8cc6c4f-3181-4666-bd4e-ed993f8cd85d
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thesis.degree.nameMestrado em Engenharia da Energia e do Ambientept_PT

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