As Algas como Alimento Sustentável para Aquicultura

Com base nos princípios da economia circular, o projeto SIMTAP desenvolveu um protótipo (“unidade de algas”) que explora os subprodutos das culturas hidropónicas em estufa para cultivar algas e alimentar a aquacultura de forma mais sustentável.

Embora a aquicultura seja considerada o setor da pecuária mais sustentável, ela ainda libera uma certa quantidade de nitrogênio, fósforo e substâncias orgânicas. Além disso, a aquicultura ainda depende da produção de farinha e óleo de peixe, que estão entre os principais ingredientes das rações. Como são obtidos em grande parte pela captura de peixes (“peixe forrageiro”), sua produção afeta negativamente a consistência dos estoques naturais de peixes selvagens e, portanto, não é mais sustentável. Além disso, a produção e transporte de outros ingredientes, como soja e milho, têm um impacto enorme no uso da terra (resultando frequentemente em desmatamento) e na emissão de CO₂   (devido à queima de combustíveis fósseis). Da mesma forma, as culturas de efeito estufa também precisam de grandes quantidades de água e fertilizantes, como nitrogênio e fósforo, que são lançados em corpos d’água naturais, resultando em poluição ambiental. Com base nisso, aquicultores, formuladores de políticas e cientistas estão procurando uma possível solução que possa ser encontrada no princípio da economia circular.

O objetivo do projeto SIMTAP* é desenvolver um sistema de cultivo integrado inovador para a produção de peixes e plantas marinhas (halófitas). A ideia subjacente ao conceito SIMTAP é imitar o que acontece naturalmente nos ecossistemas marinhos, onde um pool de organismos muito bem combinados (naturalmente selecionados) convivem em perfeito equilíbrio de acordo com a capacidade de carga do ecossistema. Isso significa que os organismos compartilham um ambiente comum sem superexplorar os recursos ambientais e/ou acumular resíduos e substâncias poluentes.

Alimentado essencialmente por luz solar (energia), o conceito SIMTAP consiste em uma produção primária de elementos minerais unicelulares alimentados com algas em uma seção específica do protótipo SIMTAP (“unidade de algas”). Além da água doce, o escoamento da estufa pode ser usado para o crescimento de algas de acordo com o conceito de circularidade. Basicamente, o SIMTAP é um sistema aquapônico multitrófico no qual vários organismos podem ser cultivados de forma mutualística. Além disso, o SIMTAP foi projetado para ser implementado com água salobra na marinha.

A biomassa de algas produzida representa a dieta básica para os organismos detritívoros e filtradores (DFFO) hospedados na segunda seção do protótipo SIMTAP (“unidade DFFO”). Os DFFO são poliquetas (por exemplo, Nereis diversicolor), mexilhões (Mytilus galloprovincialis), amêijoas, pepinos-do-mar (Holothuroidea), camarões (Crustáceos), caramujos (gastrópodes marinhos), etc. número de nichos ecológicos e maximizar a produção de biomassa da unidade DFFO. Por sua vez, essa biomassa pode ser utilizada para alimentar os peixes marinhos criados na terceira seção do protótipo do SIMTAP, a “unidade de peixes”. Enquanto produz pescado para o mercado, na unidade de pesca, também são produzidos resíduos, como restos de ração e fezes (resíduos sólidos em suspensão), e nitrogênio amoniacal, que também são produzidos e utilizados pelas demais unidades. Os resíduos orgânicos em suspensão, ainda ricos em nutrientes, servem de alimento para o DFFO. O amônio é o produto final do metabolismo dos peixes e é altamente tóxico em baixas concentrações. Ele pode ser convertido em nitrato menos nocivo na “unidade do biorreator”, onde ocorre a nitrificação (ou seja, a oxidação do amônio a nitrato) graças aos microorganismos aeróbicos nitrificantes; então, o nitrato e outros nutrientes dissolvidos podem ser assimilados pelas plantas. O conceito SIMTAP é ilustrado na Figura 1.

Fig. 1. O conceito de SIMTAP (Sistema aquapônico multitrófico integrado autossuficiente).

Atualmente, no sistema SIMTAP instalado na Universidade de Pisa, são cultivadas macroalgas como Chaetomorpha e Ulva rigida. Entre as plantas halófitas, Salicornia Europea é cultivada juntamente com Beta vulgaris var. ciclo. A dourada (Sparus aurata) e o robalo (Dicentrarchus labrax) são utilizados como espécies piscícolas tendo em conta a sua elevada relevância no mercado e adaptabilidade a diferentes salinidades. Como espécie DFFO, Nereis diversicolor foi introduzida com sucesso no sistema. Ao mesmo tempo, uma microalga do tipo Chlorella foi cultivada na unidade de algas. Experimentos sobre o uso de água de baixa salinidade estão em andamento para ampliar a variedade de espécies de peixes e plantas que podem ser produzidas e aumentar a eficiência de produção do protótipo SIMTAP.

Sistemas SIMTAP baseados nos mesmos princípios foram implementados na França, Turquia e Malta. Também são realizados estudos de Life Cycle Assessment (LCA) para todos esses sistemas para avaliar seu nível de sustentabilidade.

Em conclusão, o sistema SIMTAP destina-se principalmente a ser um sistema aquapônico de água salgada acoplado a culturas hidropônicas de efeito estufa que fornecem efluentes ricos em nutrientes para a produção de algas.

Todo o ciclo SIMTAP resulta em peixes e produtos vegetais para o mercado e na remediação de águas residuais de efeito estufa. Além dessas vantagens, deve-se considerar a redução do uso de farinha de peixe, óleo de peixe e, de forma mais geral, ração, cujas matérias-primas passaram a ser produzidas e importadas do exterior.

*O projeto internacional SIMTAP (Sistemas aquapônicos multitróficos integrados autossuficientes para melhorar a sustentabilidade da produção de alimentos; www.simtap.eu), financiado pelo programa PRIMA (Parceria para Pesquisa e Inovação na Área do Mediterrâneo) e coordenado pela Universidade de Pisa, envolve a Universidade de Bolonha, a Universidade de Milão, o INRAE ​​e o Lycée de la Mer et du Littoral (França), o Instituto de Pesquisa Pesqueira do Mediterrâneo (MEDFRI, Turquia), o Ministério do Meio Ambiente, Desenvolvimento Sustentável e Climate Change (MESDC) de Malta e a empresa alemã Korolev.