Um novo modelo de aquicultura com recirculação intensiva
1.Introdução:
O modelo moderno de sistemas de recirculação de aquicultura (RAS) é caracterizado pela purificação e reutilização de águas residuais da aquicultura através de equipamentos de tratamento de água. É um sistema multidisciplinar que integra princípios de zoologia, engenharia mecânica, engenharia ambiental, tecnologia de controle computacional e engenharia civil. Esta forma inovadora de aquicultura intensiva representa a convergência de tecnologia avançada e práticas sustentáveis.
2. Visão geral do desenvolvimento:
A ascensão do RAS em países estrangeiros
O conceito de aquicultura-recirculante baseada em fábrica originou-se na década de 1960 em países europeus desenvolvidos. Suas tecnologias fundamentais originaram-se de aquários marinhos interiores, sistemas de aquários inteligentes e fluxo de alta-densidade-através de modelos de piscicultura.
O desenvolvimento do RAS progrediu em três fases principais: aquicultura pré-industrial, industrial-e industrializada. Hoje, muitos sistemas alcançarammecanização, automação, informatização e gestão inteligente, marcando uma transição para uma gestão científica moderna da pesca.
Impulsionada pela implementação da Directiva-Quadro da Água da UE, a RAS tornou-se uma prioridade política nacional em vários países europeus e americanos, bem como um foco principal no desenvolvimento sustentável das suas indústrias de aquicultura.
Características Técnicas e Diversidade de Espécies na Europa
O desenvolvimento inicial do RAS na Europa foi iniciado porHolanda e Dinamarca, concentrando-se principalmente em espécies de água doce, como o bagre africano, a truta e a enguia:
♢Sistemas RAS holandeses: normalmente interno e em circuito fechado-, otimizado para produção de bagres e enguias africanos.
♢Sistemas RAS dinamarqueses: sistemas externos semifechados, usados principalmente para criação de trutas.
Com a evolução das tecnologias RAS e a crescente atenção da indústria e do governo,a diversidade de espécies cultivadasexpandiu significativamente. Atualmente, as espécies comuns cultivadas na RAS incluem:
Salmão do Atlântico, tilápia, enguia, truta, pregado, bagre africano, linguado e camarão - totalizando mais de uma dúzia de variedades.
Escala de implantação e integração industrial
A partir de 2014, mais de360 instalações de aquicultura-baseadas em RAShavia sido estabelecido em todo oEstados Unidos e Europa. Entre estes,Noruega e Canadásão reconhecidos como líderes globais em RAS paracriação de salmão.
De 1985 a 2000, a capacidade de produção de salmão frito (em termos de biomassa) de uma exploração agrícola típica europeia aumentou aproximadamente20 vezes. Na Escócia, a produção de salmão fritodobrou de 1996 a 2006, alcançando uma produção anual superior a150.000 salmões juvenis.
Grandes empresas multinacionais de aquicultura emNoroeste da Europa, Canadá e Chileadquiriram continuamente empresas menores, formandogrupos especializados e verticalmente integrados. Por exemplo, empresas emEscócia, Noruega e Holandaagora contamais de 85%da produção global de salmão.
Maturidade Industrial e Empresas Representativas
Na Europa, mais empresas estão adotando a tecnologia RAS fechada para produção de mudas e cultivo de ciclo completo-. As empresas representativas incluem:
♢ Fazenda Bluewater Flatfish (Reino Unido)
♢França Turbot SAS (França)
♢Ecomares Marifarm GmbH (Alemanha)
Essas empresas estão caminhando para a especialização e o desenvolvimento em grande-escala, formando gradualmente uma cadeia industrial abrangente que abrange:
Fabricação de equipamentos → Integração de sistemas → Implantação comercial.
Esta evolução industrial lançou uma base sólida para a globalização da aquicultura recirculante como umasustentável, de alta-tecnologia e eficientemodelo de piscicultura.
Situação Atual do Desenvolvimento de Equipamentos do Sistema de Aquicultura Recirculante (RAS) no Exterior
1. Forte base industrial que permite equipamentos RAS avançados
Baseando-se nas suas infra-estruturas industriais altamente desenvolvidas, os países estrangeiros fizeram progressos significativos na investigação e desenvolvimento de equipamentos essenciais para sistemas de aquicultura recirculantes (RAS). O desempenho e a confiabilidade das principais instalações agrícolas nesses países estão entre os melhores do mundo, oferecendo suporte à automação completa-de processos e à integração eficiente de sistemas.
2. Fabricantes líderes internacionais de equipamentos RAS
Várias empresas globais estão na vanguarda da fabricação de instalações RAS, cada uma delas focada em diferentes componentes da cadeia de produção da aquicultura:
♢Grupo AKVA (Noruega):
Especializada no desenvolvimento e produção de equipamentos completos de aquicultura para todo o ciclo de vida - incluindo criação, crescimento-de peixes, colheita e processamento, bem como embarcações agrícolas offshore de grande-escala.
♢VAKI Aquaculture Systems (Islândia):
Concentra-se no apoio a equipamentos para operações agrícolas, como bombas de peixe, máquinas de classificação e alimentadores automáticos.
♢HYDROTECH (Suécia):
Reconhecida por produzir filtros de tambor de micro-tela de alta{0}}qualidade, essenciais para purificação de água e remoção de resíduos sólidos em configurações RAS.
3. Sistemas de alimentação inteligentes na vanguarda global
No campo da tecnologia de alimentação automatizada, diversas empresas desenvolveram sistemas líderes internacionais que melhoram a eficiência alimentar e reduzem o desperdício:
♢Fishtalk-Controle do Grupo AKVA (Noruega):
Uma plataforma inteligente de gerenciamento de alimentação que integra monitoramento de dados, otimização de estratégia de alimentação e detecção ambiental.
♢Feedmaster da ETI Company (EUA):
Um sistema avançado de controle de alimentação adaptado para aquicultura de precisão.
♢Robôs de alimentação desenvolvidos pela ArvoTec (Finlândia):
Esses robôs permitem alimentação automatizada, programável e específica para cada espécie, aumentando a precisão e a eficiência do trabalho.
Desenvolvimento de Modelos RAS Diversificados para Peixes, Camarões, Algas, Mariscos e Pepinos do Mar
A China já estabeleceu um sistema de tecnologia e equipamentos RAS maduro e escalonável para a aquicultura de peixes e camarões.
Além disso, pesquisas e práticas industriais significativas foram realizadas na criação industrial de microalgas, mariscos e pepinos-do-mar:
- ou cultivo de algas unicelulares, bem como produção de mudas de moluscos e pepinos do mar, foi desenvolvido um sistema de tecnologia RAS maduro.
- OInstituto de Oceanologia, Academia Chinesa de Ciênciasdesenvolveu fotobiorreatores tubulares-de circuito fechado para cultivo-em grande escala de Haematococcus pluvialis e estabeleceu um sistema de processo completo para extrair astaxantina dessa alga.
- Universidade de Ciência e Tecnologia do Leste da Chinaadotou um "processo de cultivo contínuo fotoinduzido por-diluição-heterotrófica" para o cultivo de Chlorella em-alta densidade-em escala industrial, abordando problemas como baixa densidade celular, baixa taxa de crescimento, baixa produtividade, altos custos de colheita e qualidade inconsistente do produto observada em métodos fotoautotróficos tradicionais.
Para produção de mudas de moluscos e pepinos do mar:
- As tecnologias estão relativamente maduras e foram aplicadas em grande escala.
- No entanto, a indústria ainda adota principalmente modelos de fluxo-de agricultura industrial, com baixos níveis de mecanização e automação.
- Ainda há espaço considerável para melhorias em termos de modernização das instalações e atualizações dos modelos agrícolas.
Questões Internacionais na Indústria de Sistemas de Aquicultura Recirculante (RAS)
1. Altos custos de construção e consumo de energia são grandes desafios nos modelos RAS
De acordo com pesquisas relacionadas, os sistemas-de aquicultura baseados em fábricas consomem mais energia (eletricidade e combustível) e incorrem em custos de construção mais elevados em comparação com os modelos de aquicultura tradicionais. Estes factores constituem os maiores desafios ao desenvolvimento sustentável da RAS. Embora a RAS adote sistemas de produção intensivos que reduzem significativamente o uso da água e do solo, o elevado consumo de energia aumenta os custos operacionais e contribui para os potenciais impactos ambientais e energéticos associados ao uso de combustíveis fósseis.
Para alcançar a sustentabilidade económica e ambiental, é essencial encontrar um equilíbrio entre a utilização da água, a descarga de resíduos, o consumo de energia e a eficiência da produção.
Portanto, a pesquisa sobre tecnologias de-economia de energia e redução-de emissões em instalações RAS, juntamente com o desenvolvimento de novas tecnologias e equipamentos ecológicos e eficientes, será uma área de foco fundamental para o avanço futuro da indústria RAS.
2.Problemas de doenças dificultam o desenvolvimento saudável da EAR
Os surtos de doenças são um dos fatores mais críticos que afetam o desenvolvimento saudável da aquicultura-baseada em fábricas. A anemia infecciosa do salmão (ISA), causada pelo vírus ISA, é uma doença viral grave. O seu impacto levou a um declínio acentuado na produção de salmão do Atlântico no Chile durante 2009–2010. Outra doença importante na criação global de salmão é a síndrome da fritada da truta arco-íris (RTFS), causada pela bactéria de água fria Flavobacterium psychrophilum.
Essa bactéria Gram-negativa causa necrose no baço, no fígado e nos rins da truta arco-íris infectada, causando anorexia e comportamento anormal de natação. A doença tem uma elevada taxa de mortalidade em alevinos de salmão e resulta em perdas significativas anualmente.
Na aquicultura de camarão, os problemas de doenças são ainda mais graves do que os que afectam os peixes. As doenças comuns do camarão incluem a doença da mancha branca (WSD), a doença da cabeça amarela (YHD) e muitas outras. Estas doenças continuam a perturbar a indústria da carcinicultura da RAS e tornaram-se grandes barreiras ao seu desenvolvimento saudável.
Perspectivas: rumo a uma aquicultura eficiente, inteligente e de precisão
A agricultura eficiente, inteligente e de precisão representa uma direção fundamental para o futuro desenvolvimento verde da indústria aquícola da China. Esta evolução envolverá avanços na investigação e desenvolvimento de IoT aquícola, sistemas de controlo inteligentes, tecnologias de big data, robótica e equipamentos inteligentes, integrados com sistemas de aquicultura recirculantes (RAS) concebidos de acordo com as características biológicas das espécies cultivadas.
Juntos, esses avanços visam construir fazendas de peixes inteligentes-baseadas em terra,-em fábricas, "não tripuladas".
Com o rápido progresso dos sensores domésticos de monitoramento da qualidade da água, do processamento inteligente de informações e das plataformas IoT, a aplicação de tecnologias inteligentes na aquicultura-baseada em fábricas está se tornando cada vez mais viável. No entanto, deve ser enfatizado que a verdadeira aquicultura inteligente só pode ser realizada através do primeiro estudo e compreensão aprofundados:
- as condições fisiológicas e características comportamentais das espécies cultivadas;
- os seus padrões de crescimento e orçamentos energéticos;
- a dinâmica da qualidade da água no processo agrícola;
- e os mecanismos de regulação ambiental.
Somente com base nisso poderemos integrar efetivamente a coleta e análise de big data-com base em IoT para criar um sistema de gerenciamento especializado em aquicultura-que combine monitoramento da saúde e avaliação de organismos cultivados, gerenciamento de processos agrícolas, controle de qualidade da água e operação de equipamentos. Isto será essencial para alcançar os objetivos da aquicultura inteligente.