Aeroponia – tudo o que você precisa saber

O que é Aeroponia?

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

Mas ao contrário destes 2 outros métodos, não utiliza nenhum agregado ou substrato. Às vezes, a planta pode ser mantida no lugar com um substrato muito leve, como coco, com a raiz pendurada sem suporte.

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

Fonte: Agricultor Moderno

O ponto principal deste método é trazer o máximo de controle possível sobre as condições de crescimento das plantas, bem como remover a maior parte do meio para doenças (solo e água).

O tamanho do mercado aeropônico representa US$ 2.7 bilhões em 2023 e deverá crescer para US$ 17.4 bilhões até 2033, com um CAGR de 20.5%.

A Ciência da Aeroponia

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

A aeroponia pode ser separada em 2 designs diferentes: sistemas de baixa pressão e sistemas de alta pressão.

Sistemas de alta pressão use bombas fortes e bicos altamente pressurizados para lançar uma névoa de alta pressão direto nas raízes. A pressão pode chegar a 60-90 psi. A névoa é altamente oxigenada, permitindo uma ingestão eficiente de nutrientes.

Sistemas de baixa pressão use uma névoa suave ou gotículas para regar as raízes da planta. Neste sistema, a névoa é um leve spray de gotículas, permitindo uma absorção lenta e regular dos nutrientes. Isto é preferível à alta pressão para plantas sensíveis cujas raízes seriam danificadas pela alta pressão, ou para uma abordagem do método de baixa tecnologia. A baixa pressão é às vezes chamada de “soakaponia”, pois as raízes são encharcadas com a névoa em vez de serem alvo de altas pressões.

O que pode ser cultivado com aeroponia?

Em teoria, quase todas as plantas podem ser cultivadas com aeroponia. No entanto, as considerações de custo fazem com que as culturas cultivadas na aeroponia sejam, na sua maioria, as mesmas que na hidroponia: culturas de elevado valor e de alta qualidade, com uma procura de mercado constante em todas as estações.

Portanto, os sistemas aeropônicos estão especialmente adaptados para crescer:

• Folhas verdes (saladas, espinafre, etc.).
• Ervas.
• Morangos.
• Tomates.
• Páprica.
• Pepino.

Além dessas culturas hidropônicas e aeropônicas, a aeroponia pode cultivar raízes que apodrecem quando constantemente imersas em água. Portanto, batatas, cenouras e outros tubérculos também podem ser cultivados.

Culturas onde a composição química é importante e, portanto, requerem condições de crescimento estáveis ​​e previsíveis, como a maconha, também se beneficiam dos métodos aeropônicos.

Os prós da aeroponia

Algumas das vantagens da aeroponia são semelhantes às de outros métodos sem solo, que discutimos com mais detalhes em nossos artigos “Hidroponia – tudo o que você precisa sabereAquaponia – tudo o que você precisa saber"

• Redução do uso de água, 80-95% da agricultura convencional.
• Perto de 100% de aproveitamento dos fertilizantes, sem poluição.
• Não há necessidade de herbicida.
• Controle sobre as condições de crescimento.
• Aproveitamento maximizado do espaço, principalmente se combinado com agricultura vertical.

Além dessas, a aeroponia tem algumas vantagens exclusivas.

Controle de Pragas e Doenças

Ficar sem solo obviamente elimina o risco de doenças transmitidas pelo solo. No entanto, a hidroponia ainda é vulnerável a doenças transmitidas pela água, uma vez que as raízes estão constantemente penduradas no mesmo lote de água.

Por ter muito menos água no sistema, fica mais fácil monitorar a água quanto à presença de patógenos. Também torna mais fácil limpar, filtrar ou esterilizar a água se for detectada contaminação.

Como resultado, a aeroponia é um método agrícola que requer muito menos utilização de pesticidas, ainda menos do que a hidroponia.

Ter água muito limpa e nenhum 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 aeropónicas podem crescer 2-3x mais rapidamente do que na hidroponia, muitas vezes mais rápida do que em vasos de plantas em estufas ou campos abertos.

Isto pode tornar a mesma superfície de cultivo ultraprodutiva para culturas de colheita rápida, como folhas verdes.

Culturas de raízes

Como mencionado anteriormente, a aeroponia é o único método de cultivo vertical e sem solo compatível com o cultivo de raízes como batata, cenoura, nabo, etc.

Fonte: Cipotato 

Além disso, como as raízes ficam penduradas diretamente para serem pulverizadas, é possível acessá-las diretamente. Isto pode ser uma vantagem sólida para o cultivo de tubérculos na agricultura vertical, tornando a colheita ainda mais prática e sem solo para limpar os 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, equipamentos, sensores, filtros dedicados, etc. Além dos sistemas hidropônicos, também requer bicos (de nível comercial para sistemas de alta pressão) e bombas fortes, bem como tanques de pressão.

Monitoramento de pH e Nutrientes

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

Isto também significa que os nutrientes não precisam ser muito concentrados. Como não há solo ou água para servir de amortecedor, a quantidade de nutrientes entregues às plantas deve ser calculada com precisão.

Isto torna-o muito mais complexo e intensivo em conhecimento do que outros métodos de cultivo, onde uma pequena sobrecarga de nutrientes não teria consequências.

Portanto, os sistemas aeropônicos estão constantemente trilhando uma linha tênue entre uma concentração muito alta de nutrientes (causando estresse iônico e de pH na planta) e muito pouca (causando um crescimento abaixo do ideal).

Resiliência

Os sistemas hidropónicos são, por natureza, mais artificiais do que as culturas em campo aberto. Isso significa que eles dependem de que tudo funcione bem:

• Cadeia de suprimentos em peças e componentes.
• Fornecimento de energia elétrica.
• Sistema eletrônico conectado para operações altamente automatizadas e avançadas.
• Mão de obra qualificada e capaz de realizar com eficiência o monitoramento e manutenção necessários.

Embora existam maneiras de mitigar esses riscos, por exemplo, com redundância de sistemas ou estoques maiores (que aumentam os custos de instalação), ou fornecimento localizado de energia através da geração de energia renovável, a aeroponia nunca será tão resiliente quanto uma cultura irrigada pela chuva em um ambiente aberto. campo.

Tudo isso também pode ser dito sobre a hidroponia. Mas isso é ainda mais crítico para a aeroponia, com as raízes precisando de névoa constante para se manterem hidratadas e não sofrerem danos.

Assim, mesmo algumas horas de interrupções devido a uma bomba ou fonte de alimentação defeituosa podem inviabilizar toda uma colheita aeropônica. Por esta razão, alguns sistemas aeropônicos possuem um backup hidropônico para inundar as plantações em caso de falha temporária da aeropônica. É claro que esses backups apenas aumentam os custos e a complexidade.

Complexidade

E a complexidade é outra questão da aeroponia. O sistema não só precisa ser monitorado quanto a doenças e ao equilíbrio de nutrientes, mas 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 com defeito. Cada um é fornecido com seu próprio sistema de tubulação.

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

Inovação em Aeroponia

LED Lighting

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: Agricultura

IoT e automação baseada em sensores

Os custos decrescentes de sensores e eletrônicos tornaram possível o monitoramento contínuo de temperatura, umidade, luz, níveis de pH e volume de nutrientes.

Esta agricultura baseada em sensores ajuda a rastrear e ajustar em tempo real para que as condições permaneçam sempre ideais. Considerando o nível especialmente elevado de monitorização exigido pela aeroponia, sensores baratos e potentes são ainda mais importantes para este método do que para qualquer outro.

Tecnologias baseadas em IA

Conforme mencionado, a aeroponia requer monitoramento intenso do sistema hídrico, doenças, níveis de nutrientes, etc.

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

Ele também pode usar visão artificial ou testes bioquímicos para alertar sobre patógenos antes que um ser humano possa ou descobrir se uma planta não está recebendo nutrientes suficientes ou em excesso.

Por último, com o surgimento de robôs agrícolas autónomos, podemos imaginar um sistema aeropónico onde o plantio, a poda, a colheita e a substituição de plantas podem ser totalmente automáticas.

Nebulizadores ultrassônicos

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 o ultrassom para criar gotículas de água ultrapequenas, semelhantes à neblina. As partículas podem ser tão pequenas quanto 10 mícrons. Por esse motivo, isso às vezes é chamado de “fogponia”.

Fonte: Árvores.com

Um tipo de cultura que se beneficia com o uso da neblina são as mudas e os clones, que ainda não possuem sistema radicular. Com a aeroponia, essas plantas podem receber muito pouco e secar ou muito e entupir e sufocar/apodrecer.

Fogponic oferece pressão muito mais baixa, o que é ideal para plantas frágeis. A neblina também pode se espalhar para uma área muito maior, reduzindo a complexidade e o problema de ter muitos bicos e substituí-los por apenas alguns nebulizadores.

Também fornece menos nutrientes, um bônus para clonagens ou mudas, mas pode se tornar um problema para plantas maduras maiores.

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 proveniente dos nutrientes pode se acumular e entupir os atomizadores e as tubulações. Pode ser necessária uma limpeza regular escovando ou dissolvendo o sal em vinagre/ácido.

Fonte: Luttusgrow

Aeroponia Baseada no Espaço

Com uma nova corrida espacial em curso e os planos de instalação de bases permanentes na Lua e em Marte pelos EUA, Rússia e China, a questão de como alimentar dezenas ou mesmo centenas de astronautas torna-se mais premente.

Quanto mais pessoas, menos fará sentido economicamente importar todos os alimentos da Terra. Ainda assim, estes habitats artificiais serão pequenos e cada quilo/metro cúbico de habitat e eventual estufa custará muito para construir e trazer para o local.

Portanto, produzir alimentos localmente faz sentido para reduzir os custos de transporte, e produzirá oxigênio e reciclará o ar como bônus adicional, mas somente se for muito eficiente. Os custos e a escassez de espaço e água tornam os sistemas aeropônicos uma opção muito boa para a produção de alimentos no espaço, com a redução do risco de doenças nas plantas sendo outro argumento a seu favor.

A possibilidade de cultivar raízes muito densas em energia, como a batata, que também é fácil de comer sem cozinhar muito complexa (ao contrário dos cereais), também favorece a aeroponia em detrimento de outras soluções.

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

E isto não é apenas um conceito, com o protótipo já testado na ISS sob o Programa de demonstração técnica do 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 a construção de uma instalação aeropônica, uma boa pergunta a ser respondida é: por que escolher a aeroponia em vez da hidroponia?

Ainda assim, existem muitos casos de uso em que fará sentido preferir a aeroponia:

• Cultivo de mudas ou clonagens.
• Cultivo de raízes em uma configuração de agricultura vertical.
• Cultivo de espécies de plantas que são muito sensíveis a doenças transmitidas pela água.
• Limitações extremas no abastecimento de água (locais desérticos), com foco no uso de ainda menos água do que a hidroponia.
• O crescimento mais rápido agrega valor:
  • A disponibilidade de espaço é crítica, como na agricultura urbana e no cultivo ultralocal.
  • A demanda flutua rapidamente ou é difícil de prever, portanto, uma rotatividade mais rápida permite uma resposta rápida ao aumento ou à redução da demanda.

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

Ainda assim, é possível utilizar sistemas caseiros de menor escala, pois proporcionarão muito rapidamente a rotatividade para um volume baixo, permitindo, por exemplo, ter um pequeno sistema numa casa ou num apartamento onde a água corrente e os tanques de água da hidroponia seriam necessários. ser inconveniente.

Conclusão

A aeroponia é uma atualização poderosa em relação à hidroponia para determinadas condições, proporcionando desempenho superior em relação à velocidade de crescimento, uso de água, riscos de doenças e uso de espaço.
É, no entanto, um sistema ainda mais complexo, caro e de difícil manutenção.

A abundância de bicos ou o acúmulo de sal no caso da neblina exigirão atenção constante para manter o ajuste ideal do sistema. E qualquer falha resultará rapidamente no murchamento e morte da planta.

Portanto, a aeroponia é provavelmente um sistema adequado para um pequeno projeto de hobby, onde o espaço é a maior restrição e a rotatividade rápida é cuidada, ou para uma equipe comercial altamente experiente e de alta tecnologia, pronta para otimizar suas operações agrícolas internas.

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