Aprender Ciências com as mãos na água e a mente no futuro

Um sistema de aquaponia é uma forma de produção sustentável de alimentos que junta aquacultura (criação de peixes) e hidroponia (cultivo de plantas sem solo).

• A água do tanque dos peixes, rica em nutrientes, é bombeada para as plantas.

• As plantas utilizam esses nutrientes para crescer de forma saudável e, ao mesmo tempo, ajudam a purificar a água.

• Essa água limpa volta para o tanque dos peixes, criando um ciclo natural, fechado e equilibrado.

👉 Resultado: peixes e vegetais produzidos em conjunto, com baixo consumo de água, sem químicos nocivos e em total respeito pelo ambiente.

O sistema de aquaponia pode ser instalado nos seguintes formatos:

• disposição normal: cerca de 10 m2 (3,3 x 3 m), requerendo uma sala com tamanho mínimo de 13 ou 14 m2 ou instalação num átrio público da escola.
• disposição ao comprido: cerca de 7 m2 (1,5 x 4,5 m), para espaços compridos, preferindo-se a instalação próxima de uma parede.

Sim, mas requer a instalação dentro de uma estufa. Se a escola não tiver uma estufa, tal poderá ser instalado, mas requer um investimento adicional para instalação de uma estufa climatizada com um mínimo de 13 m2, energia elétrica e com acesso ao WI-FI da escola.

Além dos requisitos de espaço disponível, que já foram mencionados, é necessário ainda assegurar:

• Que o acesso à sala ou espaço através de porta ou janela (em piso térreo) tenha largura interna mínima (para passagem de equipamentos) de 90 cm.
• Acesso a energia elétrica no local.
• Disponibilização de ponto de água na proximidade com possibilidade de utilização de mangueira (distância até 20 m, para o momento de instalação).
• Piso totalmente plano (sem inclinação) e que suporte o peso total dos equipamentos com água (cerca de 1500 kg numa área de 10 m²).
• Espaço climatizável ou que tenha temperatura adequada (17 a 30 ºC) ao longo do ano.
• Disponibilização de acesso a Wi-Fi no local de instalação do sistema.
• Local seguro (protegido de terceiros, de modo a prevenir-se roubos e vandalismo).

A implementação do projeto contempla as seguintes componentes a fornecer a cada escola:

1. O sistema de aquaponia completo, que inclui:

• tanque circular de peixes de 500L com janela para visualizar os peixes
• filtro de sedimentação de sólidos e filtro biológico completo
• cama de cultivo DWC para plantas com 2 m² de jangadas flutuantes
• bomba de água DC com controlador eletrónico
• bomba de arejamento
• tubagens PVC e acessórios
• iluminação LED para plantas
• peixes e plantas de arranque inicial
• ração para peixes (inicial), vasos de rede, propagador para germinação de plantas e 10L de argila expandida
• mão-de-obra de instalação, formação inicial e manutenção (termos referidos noutra pergunta)

2. O sistema de monitorização que inclui uma câmera RGB, sensores de humidade e temperatura atmosférica, radiação PAR, pH, condutividade elétrica, temperatura, oxigénio dissolvido e caudalímetro, fonte 5V, dispositivos eletrónicos para controlo e comunicação por Wi-Fi, consumíveis e impressão de proteções em 3D.

3. Disponibilização da plataforma digital, com frontend, sua integração com os dados na cloud, interatividade e registo de toda a informação em base de dados será transversal a todas as escolas e respetivos intervenientes. Os alunos poderão, através do site xraqua.com, visualizar os parâmetros do sistema de aquaponia em tempo real, registar dados, receber informações e proceder a eventuais correções quando necessário. Poderão ainda visualizar conteúdos e efetuar curtas ações de formação online relacionadas com os temas abrangidos pelo projeto.

4. Workshops temáticos presenciais e online administrados pelos vários parceiros do projeto.

Os equipamentos e materiais fornecidos passam a ser propriedade da escola, podendo esta utilizar livremente ao longo dos anos letivos seguintes.
Os serviços digitais, de manutenção, de formação e workshops estão incluídos durante o primeiro ano do projeto, ficando sujeitos a contrato de renovação para continuidade para os anos seguintes.

Não! Apesar de ser necessário assimilar vários conteúdos de biologia, química e física, o sistema de aquaponia pode ser utilizado para projetos de economia (ex.: empreendedorismo), matemática, reciclagem e ambiente, robótica, IoT, aquacultura, agricultura, nutrição e outros. Depende da motivação dos professores e dos conteúdos que pretendam agregar ao conceito. Durante o ano letivo, vários grupos de alunos poderão trabalhar o sistema de aquaponia simultaneamente em áreas diferentes do conhecimento.

A manutenção diária, semanal (ou com outras periodicidades) é inteiramente da responsabilidade de alunos e professores, conforme o escalonamento e organização que efetuem. O normal é serem atribuídas tarefas semanalmente a diferentes alunos, de forma rotativa. Todos beneficiarão de formação para o efeito para que a escola tenha autonomia na gestão do sistema de aquaponia, sendo que as questões à equipa XRAqua serão sempre bem vindas.
Durante o primeiro ano do projeto, a equipa do XRAqua poderá efetuar um máximo de 2 intervenções presenciais de manutenção esporádica ou de urgência, a pedido dos professores, e até 4 suportes telefónicos.

A partir do momento que os equipamentos, materiais e seres vivos são colocados na escola, passam a ser de inteira responsabilidade do novo proprietário - a escola.

Quaisquer desaparecimentos de materiais ou equipamentos ou atos de vandalismo que ocorram e tenham consequências no sistema de aquaponia, a escola é responsável pela resolução dos mesmos. Recomenda-se que todos os alunos da escola sejam inicialmente informados acerca do sistema de aquaponia para que o protejam e o acolham como se seu tratasse. Ainda assim, a localização do sistema de aquaponia requer alguma vigilância e supervisão, devendo-se evitar a sua colocação em local isolado e sem qualquer supervisão.

Os materiais e equipamentos estão cobertos pelas normais garantias de avaria e defeito pelos seus fabricantes. Perante avaria ou suspeita de avaria, a equipa do XRAqua deverá ser contactada, podendo eventualmente ter de se deslocar à escola para reparar ou recolher os bens avariados. Exclui-se da garantia a indevida utilização desses bens, negligência ou atos de vandalismo.

Os peixes e plantas entregues no início do projeto não estão cobertos por qualquer garantia, pelo que quaisquer perdas e reposições serão de inteira responsabilidade da escola.

A carga horária dos alunos deverá ser definida pelos professores envolvidos no projeto, de acordo com a carga horária das suas próprias disciplinas, ao canalizar temas e conteúdos para serem lecionados de forma prática tendo como objeto de estudo o sistema de aquaponia. O sistema de aquaponia pode também ser utilizado pelos alunos em atividades extra-curriculares, se assim a escola o permitir e entender, sendo que as tarefas deverão ser atribuídas de forma rotativa, de modo a não sobrecarregar determinados alunos em detrimento de outros. Parte dos trabalhos do projeto poderão ter um acompanhamento à distância através do acesso à plataforma xraqua.com.

De acordo com as experiências de escolas já participantes, verificou-se que cada aluno dedicará ao projeto entre 2 a 4 horas semanais.

Conforme a abordagem em termos de conteúdos, o projeto pode ser adequado a todas as idades do período de escolaridade obrigatória.

Para os alunos do 1º e 2º ciclos, deverão ser providenciados estímulos teórico-práticos, tarefas simples de baixa complexidade, aumentando-se gradualmente a atribuição de autonomia e responsabilidade na manutenção e exploração do sistema. Requer maior supervisão de professores e/ou alunos dos ciclos superiores. Deverão ser incentivadas as experiências de formação e demonstração pelos alunos mais velhos e experientes aos mais novos. 

Os alunos do 3º e 4º deverão ser estimulados e desafiados a criar projetos em grupo ao nível da investigação científica (biologia, ambiente, circularidade, nutrição...) como ao nível económico e de gestão (gestão de negócio, empreendedorismo, economia, marketing...). Nestas idades poderá ser explorado, em cada aluno, 0 potencial alinhamento com a sua vocação profissional, através da passagem pelas inúmeras áreas do conhecimento que o ARAqua permite. Nestas idades, a atribuição de tarefas, de responsabilidade e o estímulo da autonomia, ainda que em equipa, deverá ser incentivado e praticado.

A proteção dos dados pessoais é uma prioridade do XRAqua.

• Os dados de registo de alunos, professores e outros utilizadores não são utilizados para fins publicitários nem cedidos a terceiros.

• A plataforma disponibiliza ferramentas de comunicação e colaboração entre escolas, professores e alunos. Cada utilizador é responsável pelos conteúdos e informações que partilha nesses espaços.

• No caso de participação de alunos menores de idade, a escola deverá solicitar previamente aos Encarregados de Educação uma declaração de permissão e concordância.

• A escola é responsável pela recolha e guarda dessas autorizações, contando com minutas disponibilizadas pela equipa XRAqua para facilitar o processo.

• A plataforma cumpre a legislação em vigor relativa a proteção de dados (RGPD), garantindo a segurança e confidencialidade da informação.

👉 Em resumo: os dados são usados apenas para fins pedagógicos e de gestão do projeto, com total respeito pela privacidade dos utilizadores.

Os passos para que isso seja possível:

1. O primeiro passo será registares-te em xraqua.com.
2. Mas isso não chega, pois é necessário estares a participar no projeto XRAqua através da tua escola, ou seja, a escola tem de fazer parte do projeto.
3. Se assim for, informa o professor coordenador do projeto na tua escola que te registaste e queres ativar o teu perfil na plataforma.
4. O professor deve informar-nos do teu nome para que ativemos o teu perfil associado à tua escola. Esta ativação é válida quer para alunos como para professores.
5. Assim que ativarmos o teu perfil, terás acesso aos dados de registo do projeto da tua escola, podendo registar dados no Painel de Controlo e terás acesso aos conteúdos completos de aprendizagem.

As escolas já participantes no XRAqua têm financiado o investimento inicial do projeto com o apoio do Estado, através da Ciência Viva ou através de apoio dos respetivos municípios.
Parte do projeto, nomeadamente a sua vertente tecnológica, foi financiado por programas de União Europeia (XR4ED), o que permite amenizar consideravelmente o peso do investimento por parte das escolas.

A equipa do XRAqua disponibiliza-se a fornecer apresentações e materiais informativos acerca do projeto para facilitar a candidatura a apoios governamentais ou municipais. Disponibiliza-se também a colaborar prestando mais informações em reuniões (online ou presenciais) em que a decisão de financiar o projeto esteja em causa.

No âmbito do projeto XRAqua, os peixes utilizados são apenas ornamentais (carpas koi coloridas). Estes não se destinam ao consumo humano, uma vez que a sua utilização para fins alimentares implicaria requisitos técnicos e legais específicos de aquacultura e segurança alimentar que não se aplicam neste contexto educativo.

Já os vegetais cultivados no sistema podem ser consumidos, sim. Após a fase inicial de maturação do sistema (quando a água e as bactérias já atingem o equilíbrio biológico), as plantas crescem com qualidade e segurança alimentar. O destino a dar a esses vegetais fica sempre ao critério dos professores responsáveis pelo projeto em cada escola.

👉 Assim, os alunos podem aprender todo o processo de produção sustentável de alimentos, com total segurança e respeito pelas normas legais.

A aquaponia permite o cultivo simultâneo de uma grande variedade de vegetais. No caso do sistema XRAqua, que tem uma dimensão reduzida e altura limitada até à iluminação, recomendamos sobretudo o cultivo de ervas aromáticas (como manjericão, salsa, coentros, hortelã) e de folhosas (como alfaces, couves, espinafres ou acelgas).

👉 Estas plantas adaptam-se muito bem ao sistema, crescem rapidamente e permitem que os alunos acompanhem todo o ciclo de desenvolvimento de forma prática e motivadora.

O grupo de trabalho na escola (alunos e professores) deverão decidir quais os cultivos a praticar tendo em consideração as dimensões, os requisitos de cada planta e as particularidades do sistema de cultivo.

Sim. Ao longo do tempo, alguns parâmetros físico-químicos da água podem sofrer desvios naturais e precisam de ser corrigidos para manter o equilíbrio do sistema de aquaponia.

Os principais suplementos que podem ser necessários são:

• Ajustes de pH, para manter a zona ideal para peixes, plantas e bactérias;

• Cálcio, importante para o crescimento das plantas e para equilibrar o pH;

• Ferro, essencial para evitar deficiências nutricionais visíveis nas folhas;

• Potássio, que ajuda no desenvolvimento saudável das plantas.

👉 No Curso de Monitorização e Gestão de Parâmetros em Aquaponia, disponível na plataforma XRAqua, professores e alunos aprendem em detalhe como observar estes parâmetros, quando e como corrigi-los, garantindo um sistema harmonioso e produtivo.

Nos períodos curtos de férias escolares (Natal e Páscoa), o sistema é perfeitamente gerível, desde que ocorra uma manutenção mínima semanal (descarga de água suja do filtro de sólidos, reposição de água evaporada, alimentação dos peixes...). Ao reduzir-se a quantidade de alimento fornecida, reduz-se as necessidades de manutenção. Ocorre uma desaceleração do crescimento dos peixes e dos nutrientes, mas por um período de 1 ou 2 semanas não será prejudicial.

Durante as férias de verão, ou a escola consegue garantir alguém que faça a manutenção mínima semanal ou o melhor é os peixes irem passar férias ao Aquário Vasco da Gama (entidade parceira do projeto). Ao irem lá passar os meses do verão, deverão depois regressar à escola assim que o ano letivo seja retomado ou retomem as condições de manutenção do sistema. Caso se opte pela manutenção dos peixes na escola, recomenda-se a aquisição e colocação em funcionamento de uma alimentador automático, de modo a administrar uma quantidade mínima diária de alimento aos peixes.

No início de instalação do sistema de aquaponia, a água nova não tem quaisquer nutrientes, os peixes são muito pequenos, a quantidade diária de alimento fornecida é muito reduzida. O resultado é que, durante os primeiros meses, a água não disponha de nutrientes suficientes para o crescimento normal e saudável das plantas. Portanto, o esperado é que, durante 3 a 4 meses após o arranque do sistema de aquaponia, não seja muito entusiasmante quanto aos cultivos de plantas, com as plantas a crescer lentamente e de forma débil. Após este período, ver-se-á o oposto, com o TDS a aumentar e as plantas a mostrar o seu esplendor. Nesta etapa, é também esperado os peixes estarem maiores e alimentar-se mais.

No segundo ano letivo do projeto e seguintes, considerando que o sistema de aquaponia continua em laboração e nunca foi interrompido, não haverá mais estes constrangimentos de iniciar um novo sistema e é esperada plena produtividade das plantas.