Aeroponia – Tudo o que Você Precisa Saber

O que é Aeroponia?

Aeroponia é um método de cultivo que faz as plantas crescerem sem nenhum solo. Faz parte dos métodos de cultivo “sem solo” mais amplos, que também incluem hidroponia e aquaponia.

Mas, ao contrário desses outros dois métodos, não utiliza nenhum agregado ou substrato. Às vezes, a planta pode ser mantida no lugar com um substrato muito leve, como fibra de coco, com a raiz pendendo sem suporte.

Em vez disso, os nutrientes são entregues à planta através de gotas ou de uma névoa pulverizada de água aerossolizada contendo os nutrientes dissolvidos.

Fonte: Modern Farmer

O principal objetivo desse método é proporcionar o máximo controle possível sobre as condições de crescimento das plantas, além de eliminar a maior parte do meio propício a doenças (solo e água).

$2,7 bilhões em 2023 e espera‑se que cresça para $17,4 bilhões até 2033, com um CAGR de 20,5 %.

A Ciência da Aeroponia

Na aeroponia, nutrientes como fosfato, potássio e nitrogênio (“NPK”), além de micronutrientes, são dissolvidos na água, permitindo quase 100 % de eficiência no uso de fertilizantes. A diferença em relação à hidroponia é que a água não está sempre presente, mas é pulverizada regularmente nas raízes.

A aeroponia pode ser dividida em dois designs diferentes: sistemas de baixa pressão e de alta pressão.

Sistemas de alta pressão utilizam bombas fortes e bicos altamente pressurizados para lançar uma névoa de alta pressão diretamente nas raízes. A pressão pode chegar a 60‑90 psi. A névoa é altamente oxigenada, permitindo uma absorção eficiente de nutrientes.

Sistemas de baixa pressão utilizam uma névoa suave ou gotas para regar as raízes da planta. Nesse sistema, a névoa é uma pulverização leve de gotas, permitindo uma absorção lenta e regular dos nutrientes. Isso é preferido em relação à alta pressão para plantas sensíveis cujas raízes seriam danificadas por alta pressão, ou para uma abordagem de baixa tecnologia do método. A baixa pressão às vezes é chamada de “soakaponics”, pois as raízes são embebidas na névoa em vez de serem atingidas por alta pressão.

O que pode ser cultivado com Aeroponia?

Em teoria, quase toda planta pode ser cultivada com aeroponia. Contudo, considerações de custo fazem com que as culturas cultivadas em aeroponia sejam, em sua maioria, as mesmas da hidroponia: culturas de alto valor e alta qualidade com demanda de mercado constante em todas as estações.

Portanto, os sistemas de aeroponia são especialmente adaptados para cultivar:

• Verduras de folhas (saladas, espinafre, etc.).
• Ervas.
• Morango.
• Tomates.
• Pimentão.
• Pepino.

Além dessas culturas compatíveis com hidroponia e aeroponia, a aeroponia pode cultivar raízes que apodrecem quando imersas constantemente em água. Assim, batatas, cenouras e outros tubérculos também podem ser cultivados.

Culturas em que a composição química é importante e, portanto, requerem condições de crescimento estáveis e previsíveis, como a maconha, também se beneficiam dos métodos de aeroponia.

Os Prós da Aeroponia

Algumas das vantagens da aeroponia são semelhantes às de outros métodos sem solo, que discutimos em mais detalhes em nossos artigos “Hidroponia – Tudo o que Você Precisa Saber” e “Aquaponia – Tudo o que Você Precisa Saber”:

• Uso reduzido de água, 80‑95 % em relação à agricultura convencional.
• Aproveitamento próximo de 100 % dos fertilizantes, sem poluição.
• Não há necessidade de herbicidas.
• Controle sobre as condições de crescimento.
• Uso maximizado do espaço, especialmente se combinado com agricultura vertical.

Além disso, a aeroponia tem algumas vantagens únicas.

Controle de Pragas e Doenças

Optar por métodos sem solo obviamente elimina o risco de doenças transmitidas pelo solo. Contudo, a hidroponia ainda é vulnerável a doenças transmitidas pela água, já que as raízes ficam constantemente penduradas na mesma quantidade de água.

Ao ter muito menos água no sistema, torna‑se mais fácil monitorar a água quanto à presença de patógenos. Também facilita a limpeza, filtragem ou esterilização da água caso seja detectada contaminação.

Como resultado, a aeroponia é um método de cultivo que requer muito menos uso de pesticidas, ainda menos que a hidroponia.

Ter água muito limpa e sem solo também torna a aeroponia um dos métodos de cultivo mais seguros para os consumidores, com pouca possibilidade de contaminação por bactérias nocivas.

Crescimento Mais Rápido

Graças ao nível extremo de oxigenação das raízes, as plantas em condições de aeroponia podem crescer de 2 a 3 vezes mais rápido que na hidroponia, que por sua vez costuma ser mais rápido que plantas em vasos em estufas ou campos abertos.

Isso pode tornar a mesma superfície de cultivo ultra‑produtiva para culturas de colheita rápida, como verduras de folhas.

Culturas de Raiz

Como mencionado anteriormente, a aeroponia é o único método sem solo e de agricultura vertical compatível com o cultivo de culturas de raiz como batatas, cenouras, pastinacas, etc.

Fonte: Cipotato 

Além disso, como as raízes ficam diretamente penduradas para serem pulverizadas, é possível acessá‑las diretamente. Isso pode ser uma vantagem significativa para cultivar culturas de raiz em agricultura vertical, tornando a colheita mais prática e sem solo para limpar dos tubérculos colhidos.

Os Contras da Aeroponia

Custos

Como todos os métodos de cultivo sem solo, o custo é um problema, especialmente os custos iniciais. A aeroponia requer instalações dedicadas, equipamentos, sensores, filtros, etc. Além dos sistemas hidropônicos, também necessita de bicos (de grau comercial para sistemas de alta pressão) e bombas fortes, bem como tanques pressurizados.

Monitoramento de pH e Nutrientes

Isso não é exclusivo da aeroponia, mas aqui é ainda mais sensível. Isso ocorre porque o volume de água é drasticamente reduzido, tornando a concentração de nutrientes muito maior.

Isso também significa que os nutrientes não podem estar excessivamente concentrados. Como não há solo ou água para fornecer um amortecedor, a quantidade de nutrientes entregue às plantas deve ser calculada com precisão.

Isso torna o processo muito mais complexo e intensivo em conhecimento do que outros métodos de cultivo, onde um pequeno excesso de nutrientes não teria consequências.

Portanto, os sistemas de aeroponia estão constantemente caminhando numa linha tênue entre concentração de nutrientes muito alta (causando estresse iônico e de pH na planta) e muito baixa (causando crescimento sub‑ótimo).

Resiliência

Os sistemas hidropônicos são, por natureza, mais artificiais que as culturas em campo aberto. Isso significa que dependem de tudo funcionar sem problemas:

• Cadeia de suprimentos de peças e componentes.
• Fornecimento de energia elétrica.
• Sistema eletrônico conectado para operações altamente automatizadas e avançadas.
• Mão de obra qualificada capaz de executar eficientemente o monitoramento e a manutenção necessários.

Embora existam maneiras de mitigar esses riscos, por exemplo com redundância de sistemas ou maior estoque (o que aumenta os custos de instalação), ou fornecimento localizado de energia por meio de geração renovável, a aeroponia nunca será tão resiliente quanto uma cultura irrigada por chuva em campo aberto.

Tudo isso também poderia ser dito da hidroponia. Mas isso é ainda mais crítico para a aeroponia, pois as raízes precisam de névoa constante para permanecer hidratadas e não sofrer danos.

Portanto, até algumas horas de interrupção devido a uma bomba defeituosa ou falha de energia podem comprometer toda a colheita de aeroponia. Por esse motivo, alguns sistemas de aeroponia possuem um backup hidropônico para inundar as culturas em caso de falha temporária da aeroponia. Evidentemente, esses backups apenas aumentam os custos e a complexidade.

Complexidade

E a complexidade é outra questão da aeroponia. Não só o sistema precisa ser monitorado quanto a doenças e equilíbrio de nutrientes, como também contém muito mais peças do que um sistema hidropônico. Cada raiz é pulverizada individualmente por um ou vários bicos que emitem a névoa. Esses bicos podem ficar entupidos ou apresentar falhas. Cada um recebe seu próprio sistema de tubulação.

Quanto mais peças, maior a chance de algo dar errado, tornando a aeroponia um sistema muito mais intensivo em manutenção e monitoramento e mais complexo de configurar inicialmente.

Inovação na Aeroponia

Iluminação LED

As luzes LED são uma intervenção tecnológica crucial na aeroponia. Essas luzes consomem muito menos energia, emitem menos calor e duram mais que outras fontes de luz.

Além disso, nem todo o espectro de luz visível é útil para as plantas na fotossíntese, portanto LEDs dedicados sem luz verde podem reduzir ainda mais a eletricidade consumida pela iluminação artificial.

Fonte: Agritecture

IoT e Automação Baseada em Sensores

A queda nos custos de sensores e eletrônicos tornou possível o monitoramento contínuo de temperatura, umidade, luz, níveis de pH e volume de nutrientes.

Essa agricultura baseada em sensores ajuda a rastrear e ajustar em tempo real para que as condições permaneçam ótimas o tempo todo. Considerando o nível especialmente alto de monitoramento exigido pela aeroponia, sensores baratos e poderosos são ainda mais importantes para este método do que para qualquer outro.

Tecnologias Baseadas em IA

Como mencionado, a aeroponia requer monitoramento intenso do sistema de água, doenças, níveis de nutrientes, etc.

A IA pode ajudar a otimizar as condições ambientais, incluindo luz, umidade e níveis de nutrientes. A IA também ajuda a otimizar investimentos e reduzir custos ao criar planos de crescimento personalizados para cada tipo de planta.

Ela também pode usar visão computacional ou testes bioquímicos para alertar sobre patógenos antes que um humano perceba ou descobrir se uma planta não está recebendo nutrientes suficientes ou está recebendo em excesso.

Por fim, com o surgimento de robôs agrícolas autônomos, podemos imaginar um sistema de aeroponia onde o plantio, a poda, a colheita e a substituição de plantas podem ser totalmente automáticos.

Geradores de Névoa Ultra-sônicos

A aeroponia “tradicional” usa bicos de baixa ou alta pressão para criar uma névoa com partículas mais ou menos grandes de água aerossolizada.

Uma alternativa é usar ultrassom para criar gotas de água ultra‑pequenas, semelhantes a névoa. As partículas podem ter até 10 mícrons. Por esse motivo, às vezes isso é chamado de “fogponics”.

Fonte: Trees.com

Um tipo de cultura que se beneficia do uso de névoa são mudas e clones, que ainda não possuem um sistema radicular desenvolvido. Com a aeroponia, essas plantas podem receber água insuficiente e secar ou em excesso, entupindo e sufocando/apodrecendo.

A fogponia oferece pressão muito mais baixa, ideal para plantas frágeis. A névoa também pode ser espalhada por uma área muito maior, reduzindo a complexidade e o problema de ter muitos bicos, substituindo‑os por apenas alguns geradores de névoa.

Ela também entrega menos nutrientes, um benefício para clones ou mudas, mas pode se tornar um problema para plantas maiores e maduras.

No entanto, o sistema tem algumas limitações:

• Geração de calor: o atomizador pode superaquecer e secar a névoa
• Acúmulo de sal: ainda mais do que na aeroponia, um depósito de sal dos nutrientes pode se acumular e entupir os atomizadores e tubulações. Limpeza regular escovando ou dissolvendo o sal em vinagre/ácido pode ser necessária.

Fonte: Luttusgrow

Aeroponia Baseada no Espaço

Com a nova corrida espacial em andamento e planos de instalar bases permanentes na Lua e em Marte pelos EUA, Rússia e China, a questão de como alimentar dezenas ou até centenas de astronautas torna‑se mais premente.

Quanto mais pessoas, menos faz sentido importar toda a comida da Terra economicamente. Ainda assim, esses habitats artificiais serão pequenos, e cada quilo/metro cúbico de habitat e eventual estufa custará muito para ser construído e transportado ao local.

Portanto, produzir alimentos localmente faz sentido para reduzir custos de transporte, além de produzir oxigênio e reciclar o ar como benefício adicional, mas somente se for muito eficiente. Os custos e a escassez de espaço e água tornam os sistemas de aeroponia uma ótima opção para produção de alimentos no espaço, com o risco reduzido de doenças das plantas sendo outro argumento a seu favor.

A possibilidade de cultivar culturas de raiz muito densas em energia, como batatas, que também são fáceis de consumir sem cozimento complexo (ao contrário dos cereais), também favorece a aeroponia em relação a outras soluções.

Além de tudo, uma névoa de água provavelmente será muito mais prática do que água líquida sem gravidade.

E isso não é apenas um conceito, com o protótipo já testado na ISS sob o programa de demonstração tecnológica eXposed Root On‑Orbit Test System (XROOTS).

Fonte: NASA

Construindo uma Instalação Aeropônica

No geral, a hidroponia é mais simples, mais barata de construir e mais fácil de manter do que a aeroponia.

Portanto, ao planejar construir uma instalação aeropônica, uma boa pergunta a responder é por que escolher a aeroponia em vez da hidroponia?

Ainda assim, há muitos casos de uso em que faz sentido preferir a aeroponia:

• Cultivar mudas ou clones.
• Cultivar culturas de raiz em um arranjo de agricultura vertical.
• Cultivar espécies de plantas muito sensíveis a doenças transmitidas pela água.
• Limitações extremas no suprimento de água (locais desérticos), focando em usar ainda menos água que a hidroponia.
• Crescimento mais rápido agrega valor:
  • A disponibilidade de espaço é crítica, como na agricultura urbana e cultivo ultra‑local.
  • A demanda flutua rapidamente ou é difícil de prever, portanto um giro mais rápido permite uma resposta ágil ao aumento ou diminuição da demanda.

Na maioria dos casos, operações comerciais usarão a aeroponia, pois é mais complexa de instalar e operar do que a hidroponia mais simples.

Ainda assim, é possível usar sistemas caseiros de menor escala, pois eles proporcionarão rapidamente um giro para baixo volume, permitindo, por exemplo, ter um pequeno sistema em uma casa ou apartamento onde a água corrente e os tanques da hidroponia seriam inconvenientes.

Conclusão

A aeroponia é uma melhoria poderosa em relação à hidroponia para certas condições, oferecendo desempenho superior em velocidade de crescimento, uso de água, riscos de doenças e uso de espaço.

No entanto, é um sistema ainda mais complexo, caro e difícil de manter.

A abundância de bicos, ou o acúmulo de sal no caso da fogponia, exigirá atenção constante para manter o sistema afinado de forma ótima. Qualquer falha resultará rapidamente no murchamento e morte da planta.

Portanto, a aeroponia provavelmente é um sistema adequado para um pequeno projeto hobby, onde o espaço é a maior restrição e a rotatividade rápida é desejada, ou para uma equipe comercial de alta tecnologia e grande experiência, pronta para otimizar suas operações de agricultura indoor.

E pode ser que a aeroponia seja o futuro da agricultura indoor, graças a uma gama mais ampla de culturas, incluindo raízes, menor uso de água, menores perdas por doenças e até rotatividade de culturas ainda mais rápida. Algo que pode até ser verdade quando a humanidade se expandir para o espaço sideral.