ONGOING PROJECT
AquaMMin
Desenvolvimento e validação de um sistema de aquacultura modular multitrófico integrado para espécies de águas marinhas e salobras
Principal Investigator
Ricardo Calado
Ana Isabel Lillebø
Programme
Mar2020
Timeline
2018.01.01 – 2021.12.31 (36 Meses)
Funding Institution
Direção Geral de Recursos Marinhos
Funding for CESAM
1 358 000 €
Total Funding
1 358 000 €
Proponent Institution
Universidade de Aveiro
Este projeto, financiado pelo Programa Operacional Mar 2020, teve como objetivo conceber, implementar e validar um sistema de cultivo modular que permitisse desenvolver em Portugal uma estratégica de aquacultura multitrófica integrada (IMTA, em inglês) para a produção sustentável de espécies de águas marinhas e salobras. Este sistema pretende assim dar ênfase ao cultivo integrado de espécies como robalo (Dicentrarchus labrax), ostra (Crassostrea gigas), serradela (Hediste diversicolor), salicórnia (Salicornia ramosissima) e alface do mar (Ulva sp.).
A Operação AquaMMIn (MAR-02.01.01-FEAMP-0038) permitiu dotar o Sistema Científico Nacional de uma infraestrutura única a nível Europeu para a produção de conhecimento científico, que acelere a validação e transferência de soluções mais sustentáveis para o desenvolvimento de uma aquacultura alinhada com os princípios de circularidade defendidos pelas políticas de bioeconomia azul da União Europeia, nomeadamente através do atual Pacto Ecológico Europeu.
Desenvolvimento e validação de um sistema de aquacultura modular multitrófico integrado para espécies de águas marinhas e salobras
É perante um cenário global de necessidade de aumento da eficiência na utilização de todos os nutrientes fornecidos sob a forma de rações aos organismos em cultivo que surge o conceito IMTA. Este regime de produção permite otimizar a incorporação de nutrientes não assimilados pela principal espécie em cultivo (ex., peixes e crustáceos) na biomassa de espécies acessórias. Estas espécies, também chamadas de espécies extrativas, têm a capacidade de incorporar na sua biomassa esses mesmos nutrientes, disponíveis sob a forma de matéria orgânica particulada (POM, em inglês) e de azoto e fósforo inorgânico dissolvidos (DIN e DIP, em inglês).
As espécies extrativas selecionadas para remoção da fração POM, DIN, e DIP apresentam potencial para serem destinadas ao consumo humano, animal, ou para aplicações de base biotecnológica de elevado valor. De entre as espécies extrativas que poderão ser cultivadas nos diferentes módulos dos sistemas IMTA implementados pela Operação AquaMMIn destacam-se os bivalves, os poliquetas, os micro-crustáceos, as macroalgas, e as plantas halófitas.
Artigos científicos
no âmbito da operação
publicados em revistas internacionais com revisão pelos pares e que constam na ISI Web of Science
Marques, L., Domingues, M.R., da Costa, E., Abreu, M.H., Lillebø, A.I. & Calado, R. 2021. Screening for health-promoting fatty acids in ascidians and seaweeds grown under the influence of fish farming activities. Marine Drugs. 19: 469.
Acesso Aberto (Open Access).
Disponível em https://doi.org/10.3390/md19080469
Custódio, M., Lillebø, A.I., Calado, R. & Villasante, S. 2021. Halophytes as novel marine products – a consumers’ perspective in Portugal and policy implications. Marine Policy. 133: 104731.
Disponível em https://doi.org/10.1016/j.marpol.2021.104731
Madeira, D. Fernandes, J.F., Jerónimo, D., Martins, P., Ricardo, F., Santos, A., Domingues, R.M., Diniz, M.S. & Calado, R. 2021. Salinity shapes the stress responses and energy reserves of marine polychaetes exposed to warming: From molecular to functional phenotypes. Science of the Total Environment. 795: 148634.
Disponível em
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148634
Custódio, M., Cartaxana, P., Villasante, S., Calado, R. & Lillebø, A.I. 2021. LED lighting and high-density planting enhance the cost-efficiency of Halimione portulacoides extraction units for integrated aquaculture. Applied Sciences. 11: 4995. Acesso Aberto (Open Access).
Disponível em
https://doi.org/10.3390/app11114995
Fernandes, J.F., Ricardo, F., Jerónimo, D., Santos, A., Domingues, M.R., Calado, R. & Madeira, D. 2021. Modulation of fatty acid profiles by global and local ocean change drivers in the ragworm Hediste diversicolor: implications for aquaculture production. Aquaculture. 542: 736871.
Disponível em https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2021.736871
Jerónimo, D., Lillebø, A.I., Maciel, E., Domingues, M.R.M., Cremades, J. & Calado, R. 2021. Unravelling the fatty acid profiles of different polychaete species cultured under integrated multi-trophic aquaculture (IMTA). Scientific Reports. 11: 10812.
Acesso Aberto (Open Access).
Disponível em
https://doi.org/10.1038/s41598-021-90185-8
Jerónimo, D., Lillebø, A.I., Rey, F., Koga Ii, H., Domingues, M.R. & Calado, R. 2021. Optimizing the timeframe to produce polychaetes (Hediste diversicolor) enriched with essential fatty acids under different combinations of temperature and salinity. Frontiers in Marine Science. 8: 671545. Acesso Aberto (Open Access).
Disponível em https://doi.org/10.3389/fmars.2021.671545
Jerónimo, D., Lillebø, A.I., Santos, A., Cremades, J., Cartaxana, P. & Calado, R. 2021. Recovering wasted nutrients from shrimp farming through the combined culture of polychaetes and halophytes. Scientific Reports. 11: 6587. Acesso Aberto (Open Access).
Disponível em
https://doi.org/10.1038/s41598-021-85922-y
Madeira, D., Fernandes, J.F., Jerónimo, D., Ricardo, F., Santos, A., Domingues, M.R. & Calado, R. 2021. Calcium homeostasis and stable fatty acid composition underpin heatwave tolerance of the keystone polychaete Hediste diversicolor. Environmental Research. 195: 110885.
Disponível em https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.110885
Custódio, M., Villasante, S., Calado, R. & Lillebø, A.I. 2021. Testing the hydroponic performance of the edible halophyte Halimione portulacoides, a potential extractive species for coastal Integrated Multi-Trophic Aquaculture. Science of the Total Environment. 766: 144378.
Disponível em https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144378
Jerónimo, D., Lillebø, A.I., Santos, A., Cremades, J. & Calado, R. 2020. Performance of polychaete assisted sand filters under contrasting nutrient loads in an integrated multi-trophic aquaculture (IMTA) system. Scientific Reports. 10:20871. Acesso Aberto (Open Access).
Disponível em
https://doi.org/10.1038/s41598-020-77764-x
Oliveira, V., Martins, P., Marques, B., Cleary, D.F.R., Lillebø, A.I. & Calado, R. 2020. Aquaponics using a fish farm effluent shifts bacterial communities profile in halophytes rhizosphere and endosphere. Scientific Reports. 10: 10023. Acesso Aberto (Open Access).
Disponível em
https://doi.org/10.1038/s41598-020-66093-8
Custódio, M., Maciel, E., Domingues, M.R.M., Lillebø, A.I. & Calado, R. 2020. Nutrient availability affects the polar lipidome of Halimione portulacoides leaves cultured in hydroponics. Scientific Reports. 10: 6583.
Acesso Aberto (Open Access).
Disponível em
https://doi.org/10.1038/s41598-020-63551-1
Maciel, E., Domingues, P., Domingues, M.R.M., Calado, R. & Lillebø, A.I. 2020. Halophyte plants from sustainable marine aquaponics are a valuable source of omega-3 polar lipids. Food Chemistry. 320: 126560.
Disponível em https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.126560
Marques, B., Lillebø, A.I., Domingues, M.R.M., Saraiva, J.A. & Calado, R. 2019. Effect of high-pressure processing (HPP) on the fatty acid profile of different sized ragworms Hediste diversicolor cultured in an integrated multi-trophic aquaculture (IMTA). Molecules. 24: 4503. Acesso Aberto (Open Access).
Disponível em https://doi.org/10.3390/molecules24244503
Os sistemas modulares implementados estão totalmente equipados com sistemas de monitorização em tempo real in situ e ex situ, permitindo o seu acompanhamento de forma remota, bem como a correção de parâmetros físico-químicos da água através das soluções de automação implementadas. Os sistemas de suporte de vida instalados permitem ainda operar num regime recirculado de até 100% de reaproveitamento da água de cultivo, o que torna possível cultivar de forma segura espécies exóticas de interesse para a aquacultura nacional.
Sistema de aquacultura sustentável disponível para produtores aquícolas e comunidade científica
A Operação AquaMMIn, implementada no CEPAM-ECOMARE da Universidade de Aveiro, é visitável por parte de todos os interessados na dinamização da produção aquícola nacional, estando à disposição dos produtores aquícolas e da comunidade científica para a realização de ensaios piloto e projetos em co-promoção. Assumida desde o seu início como uma operação de natureza estruturante para a dinamização de uma aquacultura sustentável em Portugal, esta deixará um legado que perdurará, pelo menos, até 2030, uma vez que está totalmente alinhada com os objetivos da Estratégia Nacional para o Mar 2021-2030.
Project funded by
Uma infraestrutura única a nível Nacional e Europeu
Esta infraestrutura, única a nível nacional e europeu, apresenta oito sistemas modulares idênticos, cada um com um volume total de 12 m3, e permite avaliar em condições controladas, a uma escala piloto, a melhor combinação de espécies a implementar num regime de produção IMTA. A presente infraestrutura permite ainda exercer um controlo absoluto na quantificação do balanço de nutrientes em regime produtivo.
Os organismos produzidos nos diferentes módulos dos sistemas IMTA, implementados pela Operação AquaMMIn, apresentam características bioquímicas e geoquímicas únicas, funcionando estas como códigos de barras naturais que permitem facilmente a rastreabilidade da origem dos organismos, tornando assim possível a sua diferenciação e consequente maior valorização comercial.