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Ambiente Controlado Crescendo

1. 9.1 Tipos de estufas

   Original publication 2021 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   As estufas independentes vêm em uma variedade de formas e tamanhos (Figura 24). A escolha da estufa depende da carga de neve e da velocidade do vento de um local específico. As estufas independentes são menos dispendiosas do que as estruturas maiores e são mais fáceis de otimizar os parâmetros ambientais para diferentes espécies de culturas. Se forem utilizadas múltiplas estruturas autónomas, são necessários protocolos de saneamento aumentados para evitar que os problemas de pragas e doenças sejam transferidos entre estruturas pelos trabalhadores.

   

   As estufas conectadas por calhas proporcionam um uso mais eficiente do espaço e reduziram os custos gerais de aquecimento durante o inverno em comparação com as estruturas autônomas (Figura 25). O custo inicial deste estilo de estufa é alto e pode ser um custo proibitivo para os produtores com um orçamento limitado.

   Estufas inclinadas têm uma parede que faz fronteira com um edifício. A redução da luz não é grave se a parede escura for a parede norte. Estes tipos de estruturas podem ser úteis para sistemas aquapônicos dissociados, uma vez que os parâmetros ambientais podem ser controlados independentemente em cada estrutura.

   

   *Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *

2. 9.2 Opções de cobertura de estufa

   Original publication 2021 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   Os revestimentos de estufa vêm em uma variedade de materiais, incluindo vidro, plástico rígido (fibra de vidro, policarbonato ou acrílico) e filmes plásticos. A escolha apropriada depende da sua zona climática e do seu orçamento. Regiões com um clima mais frio exigirão a cobertura para proporcionar maior isolamento e baixa transferência de calor medida pelo valor R e U-valor, respectivamente. O valor R mede o quão bem o material isola. Quanto maior o valor R, mais isolamento o material fornece. O valor U quantifica a transferência de calor e descreve quanto calor é perdido ou obtido. Materiais com um valor U mais baixo serão mais eficientes em termos energéticos. Aproximadamente 75% do plástico usado para cobrir estufas nos EUA é plástico de polietileno de camada dupla inflado a ar. A cobertura de plástico de polietileno de 6ml é barata e tem um valor R de 1,4 e um valor de U de 0,5 (alta capacidade de isolamento e eficiência energética). Uma cobertura de fibra de vidro de camada única é moderadamente dispendiosa e tem um valor R de 0,83 e um valor de U de 1,2 (capacidade de isolamento moderada e não eficiente em termos energéticos) (Tabela 11). Escolher o material certo para a sua zona climática é fundamental para reduzir os custos de aquecimento durante o inverno. O custo de energia é a segunda maior despesa de produção, logo atrás do trabalho.

   Tabela 11: Comparação de materiais de vidros com efeito de estufa.

   *Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. 2021. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *

3. 9.3 Opções de aquecimento e arrefecimento

   Original publication 2021 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   

   Heating: Para produtores pequenos ou de backyard-size, a implementação de um sistema de aquecimento passivo pode ajudar a reduzir os custos de aquecimento durante os meses frios. Neste tipo de sistema, a luz solar entra na parede sul. A parede norte tem material reflexivo para prender e armazenar calor. Os barris pretos cheios de água absorvem o calor da luz solar durante o dia e liberam lentamente o calor durante a noite. As cortinas térmicas podem ser penduradas na parede sul para prender o calor durante a noite (Figura 26). Embora útil para reduzir os custos de aquecimento, esta prática não seria prática para grandes produtores, uma vez que ocupa um valioso espaço de produção na instalação e não é capaz de manter uma temperatura consistente e confiável.

   Produtores maiores que tenham uma produção consistente durante todo o ano precisarão manter uma temperatura independente do que pode ser obtido com o sol. Aquecedores de ar forçados alimentados por gás natural, propano ou eletricidade são mais comumente usados nos EUA. Esses aquecedores controlam a temperatura do ar por um termostato. Aquecedores radiantes, como frangos de corte de madeira ou gás natural, controlam a temperatura bombeando água quente através de tubos localizados em toda a estrutura. Frangos de corte são populares, pois a madeira é uma fonte barata de combustível em comparação com o petróleo ou o gás natural.

   

   Cooling: A combinação de ventilação manual e automática é a maneira mais econômica de resfriar sua estufa. As opções de ventilação incluem lados roll-up, aberturas de teto e aberturas ao longo da extremidade longa da estufa.

   Ventiladores de ventilação forçada puxam ar através do comprimento da estufa usando aberturas controladas por termostato na extremidade oposta. Os refrigeradores evaporativos são uma maneira relativamente barata de fornecer resfriamento à estrutura em climas quentes e secos. Os refrigeradores evaporativos funcionam puxando o ar externo através de uma parede úmida, resfriando o ar à medida que entra.

   A parede molhada é um quadro que contém papelão ondulado ou material sintético que está saturado pela água pingando sobre sua superfície (Figura 27). O excesso de água é coletado em um reservatório e bombeado de volta sobre o papelão. As paredes de resfriamento evaporativo não são eficientes em climas com alta temperatura e alta umidade.

   *Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. 2021. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *

4. 9.4 Produção interior

   Original publication 2021 · Publicado pela primeira vez no FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   

   Transformar a produção para um edifício isolado é adequado para produtores que queiram estar perto dos mercados urbanos, ter uma falta de terras aráveis ou viver em um clima não adequado para produção ao ar livre ou em estufa.

   Não importa onde uma planta é cultivada, ela ainda requer condições ideais para atingir seu potencial máximo de rendimento. Além dos controles discutidos acima, os produtores também devem fornecer luz adequada para o crescimento ideal das plantas. Para as plantas, a luz estimula a germinação de sementes, a produção de alimentos, a floração, a fabricação de clorofila e o espessamento de ramos e folhas.

   A fotossíntese é estimulada pelo tipo e frequência da luz recebida. A luz é emitida como ondas de fótons, ou feixes de energia. A quantidade de energia em cada fóton determina o comprimento da onda de crista a crista. Os comprimentos de onda de energia mais baixos emitem uma luz azul (400 nm) e os comprimentos de onda de energia mais altos emitem uma luz vermelha (700 nm). As plantas utilizam comprimentos de onda entre 400-700 nm. Luz azul e vermelha é necessária em diferentes proporções em diferentes períodos na vida da planta. A luz azul é principalmente responsável pelo crescimento vegetativo. A luz vermelha desencadeia o alongamento celular, o crescimento vegetativo e a floração.

   As luzes tradicionais de cultivo de plantas são luminárias fluorescentes (FL) ou de descarga de alta intensidade (HID). As lâmpadas compactas T5, T8 e T12 FL são usadas principalmente para propagação de sementes ou crescimento vegetativo. As luminárias HID são frequentemente vendidas para acomodar lâmpadas de halogeneto metálico (MH) e de sódio de alta pressão (HPS). A luz produzida por lâmpadas MH é a gama 400-550, adequada para o crescimento vegetativo. A luz produzida pelas lâmpadas HPS fornece luz no espectro amarelo, laranja e vermelho, mais adequada para os estágios de floração e frutificação. Ambas as lâmpadas FL e HPS têm uma vida útil de 20.000 horas e geram uma quantidade considerável de calor.

   Os avanços nas luzes de crescimento da planta tornaram a produção interna mais econômica por meio de maior eficiência energética e maior rendimento da planta. As luminárias de indução (IND) são semelhantes às lâmpadas FL, mas se tornaram mais populares, pois não possuem eletrodos que lhes permitem durar consideravelmente mais (75.000 horas +). Eles também adiam muito menos calor e são mais eficientes em termos energéticos. As luzes de diodos emissores de luz (LED) eram uma vez muito caras para muitos produtores; no entanto, elas agora são consideradas o padrão para luzes de crescimento de plantas. As luzes LED operam passando uma corrente elétrica através de dois semi-condutores (um positivo, um negativo) que, em seguida, emitem luz. O espectro pode ser discado para o que é exigido pela planta em diferentes estágios, melhorando a qualidade e o rendimento da cultura. Além da eficiência energética melhorada, as luzes LED têm uma vida útil de mais de 100.000 horas.

   Pesquisas realizadas na Universidade Estadual de Kentucky compararam o crescimento de seis folhas verdes e o uso de energia para luzes de crescimento FL, MH, IND e LED. As luzes LED produziram biomassa vegetal significativamente maior (g/m2) em comparação com as outras três luzes (Figura 28: KSU inédito, Oliver et al. 2018). À medida que o custo das luzes LED continua a diminuir, os custos de produção para a produção de plantas internas também diminuirão.

   *Fonte: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. Universidade Estadual de Kentucky. Manual de Produção Aquaponics: Um Manual Prático para Produtores. *