Validação de método indireto de monitoramento de níveis de amônia em aquaponia

Abstract

Resumo: Atividades produtivas de alto desempenho, como a aquaponia, requerem monitoramento e controle para assegurar seu funcionamento. Este estudo teve como objetivo avaliar e validar uma metodologia para obtenção de resultados de concentração de amônia de modo automatizado de forma indireta, com o uso de sensores, software próprio e hardware baseado na plataforma Arduino em sistema de aquaponia. A obtenção dos dados partiu de um sistema de aquaponia de recirculação total, composto de tanques de cultivo, filtros mecânico e biológico, reservatório da bomba e camas de cultivo para vegetais. As metodologias de determinação de amônia foram as seguintes: 1 – Teste comercial de amônia tóxica obtida por reagentes; 2 – Análise laboratorial para determinação de amônia por colorimetria; 3 – Leitura de dados por sensores de temperatura e pH, usando interpolação e fator de multiplicação por acumulação de Nitrogênio no sistema para leitura indireta. Os dados foram submetidos à análise estatística de normalidade e correlações de Spearman e Pearson. Os resultados mostraram fraca ou nenhuma correlação entre os valores absolutos dos dados obtidos nos 3 tratamentos, já em relação às dinâmicas das curvas de leitura, houve correlação entre o tratamento 3 e o tratamento 2, possibilitando a construção de curvas de equivalência em faixas pré definidas de manejo por projeção ortogonal. Conclui-se que foi possível validar o uso para operações de manejo do sistema aquapônico por correlação indireta pela distribuição das curvas de leitura, no entanto não foi possível a validação para leitura de valores absolutos de amônia de forma indireta

Abstract: High-end productive activities, such as aquaponics, require monitoring and control to ensure their functioning. This study aimed to evaluate and validate a methodology for obtaining results of ammonia concentration in an automated and indirect way, using sensors, proprietary software and hardware based on the Arduino platform in an aquaponics system. Data collection started with a total recirculation aquaponics system, composed of cultivation tanks, mechanical and biological filters, pump reservoir and cultivation beds for vegetables. The ammonia determination methodologies were the following: 1 – Commercial test of toxic ammonia obtained by reagents; 2 – Laboratory analysis for determination of ammonia by colorimetry; 3 – Data reading by temperature and pH sensors, using interpolation and multiplication factor by Nitrogen accumulation in the system for indirect reading. Data were submitted to statistical analysis of normality and Spearman and Pearson correlations. The results showed weak or no correlation between the absolute values in the 3 treatments, in relation to the dynamics of the reading curves, there was a correlation between treatment 3 and treatment 2, allowing the construction of equivalence curves in predefined ranges management by orthogonal projection. It was possible to validate the use of the aquaponic system for management operations by indirect correlation by the distribution of the reading curves, however, it was not possible to validate the reading of absolute ammonia values indirectly