Uso do balanço de massa para dimensionar e avaliar economicamente sistemas aquapônicos urbanos: Tilápia-do-Nilo e hortaliças

Abstract

Sistemas de recirculação aquícola (RAS) de aquaponia foram reconhecidos como importante ferramenta tecnológica para a produção de peixes e alimentos de forma integrada, reduzindo a demanda de recursos naturais como água, insumos, fertilizantes, descarte de efluentes e uso de terra. Diversos estudos têm sido desenvolvidos no âmbito técnico, econômico, social e ambiental no intuito de atender as premissas de sustentabilidade na produção de alimentos. Apesar das inúmeras vantagens no uso desta tecnologia, observam-se gargalos em conhecimentos técnicos para dimensionamento dos sistemas, e econômicos para viabilizar a produção aquapônica em escala comercial no Brasil, podendo determinar o sucesso ou o fracasso da atividade ao longo dos anos. O objetivo do presente estudo foi verificar a viabilidade técnica e econômica na produção integrada de tilápia (Oreochromis niloticus), hortaliças e tomate cereja (Lycopersicum solanum var. cerasiforme) em em escala comercial, implantado em área urbana. Para tanto, utilizou-se o dimensionamento do balanço de massas para avaliações técnicas, e a estrutura de custos operacionais, investimentos, receita bruta, lucro operacional, índice de lucratividade, para avaliações financeiras, com dados reais de uma fazenda urbana. O balanço de massas revelou que a concentração de amônia total, dióxido de carbono, sólidos totais e oxigênio dissolvido, serão controlados dentro das taxas desejáveis. O empreendimento proposto teve investimento inicial calculado em R$115.662,69. A produção anual de tilápias foi de 795 kg, a de hortaliças foi de 58.752 unidades e a de tomate cereja foi de 1.659 kg. Com estas produções anuais observou-se um COT de R$7,86 e R$12,87 para tilápia e tomate respectivamente, e de R$2,42 para hortaliças. A Receita Bruta (RB) anual foi de R$207.500,40 e o Custo Operacional Total (COT) de R$169.975,56, produzindo um Lucro operacional de R$37.524,84, resultando em um Índice de Lucratividade (IL) de 18% ao ano. A análise de sensibilidade demonstrou que a comercialização de hortaliças com valores inferiores a R$2,50 poderiam comprometer seriamente o sucesso da atividade, ocasionando redução de 76,9% no lucro operacional das plantas. Revelou também que a perda de cada ciclo produtivo de hortaliças causa uma redução de 39,1% no lucro operacional das mesmas. Um dos principais gargalos identificados no sistema produtivo foi a dependência energética, que representou 7,3% do Custo Operacional Efetivo (COE). Assim, os resultados deste estudo fornecem excelentes subsídios técnicos e econômicos para o desenvolvimento da aquaponia em escala comercial, no contexto urbano brasileiro, entretanto, o uso de ferramentas complementares que permitam análises de viabilidade ambiental e social, devem ser exploradas para auxiliar na tomada de decisões. Conclui-se, portanto, que o sistema aquapônico proposto apresenta-se tecnicamente e economicamente viável, alinhado aos princípios do desenvolvimento sustentável e às metas da agenda global para 2023.

Abstract: Aquaculture Recirculation Systems (RAS) in aquaponics have been recognized as an important technological tool for integrated fish and food production, reducing the demand for natural resources such as water, inputs, fertilizers, waste disposal, and land use. Various studies have been conducted from technical, economic, social, and environmental perspectives to meet sustainability requirements in food production. Despite the numerous advantages of this technology, there are gaps in technical knowledge for system sizing and economic aspects to make aquaponics viable on a commercial scale in Brazil, which could determine the success or failure of the activity over the years. The objective of this study was to assess the technical and economic viability of the integrated production of tilapia (Oreochromis niloticus), vegetables, and cherry tomatoes (Lycopersicum solanum var. cerasiforme) on a commercial scale in an urban area. To this end, mass balance calculations were used for technical evaluations, and the structure of operational costs, investments, gross revenue, operational profit, and profitability index were used for financial assessments, with real data from an urban farm. The mass balance revealed that the concentration of total ammonia, carbon dioxide, total solids, and dissolved oxygen would be controlled within desirable rates. The proposed venture had an initial investment of R$115,662.69. Annual production was 795 kg of tilapia, 58,752 units of vegetables, and 1,659 kg of cherry tomatoes. With these annual productions, the Total Operational Cost (TOC) was R$7.86 for tilapia and R$12.87 for tomatoes, and R$2.42 for vegetables. The annual Gross Revenue (GR) was R$207,500.40, and the Total Operational Cost (TOC) was R$169,975.56, resulting in an Operational Profit of R$37,524.84 and a Profitability Index (PI) of 18% per year. Sensitivity analysis showed that selling vegetables at prices lower than R$2.50 could seriously jeopardize the success of the activity, leading to a 76.9% reduction in operational profit for vegetables. It also revealed that the loss of each production cycle of vegetables results in a 39.1% reduction in their operational profit. One of the main bottlenecks identified in the production system was energy dependency, which represented 7.3% of the Effective Operational Cost (EOC). Thus, the results of this study provide excellent technical and economic support for the development of aquaponics on a commercial scale in the Brazilian urban context. However, the use of complementary tools for environmental and social viability analysis should be explored to assist in decision-making. Therefore, it is concluded that the proposed aquaponics system is technically and economically viable, aligned with the principles of sustainable development and the goals of the global agenda for 2023.