CAPITOLO 4: Progettazione di impianti acquaponici (prima parte)

Traduzione del manuale “Small-scale aquaponic food production – Integrated fish and plant farming” edito edito dalla FAO …

Questo capitolo illustra i disegni relativi alla progettazione di diversi sistemi di acquaponica. Ci sono molti aspetti progettuali da prendere in considerazione, per tener conto di tutti fattori ambientali e biologici che hanno impatto sull’ecosistema acquaponico. Lo scopo di questo capitolo è quello presentare tutti questi aspetti nel modo più accessibile al fine di fornire una spiegazione esauriente di ogni componente di un sistema acquaponico.
La sezione 4.1 tratta dei fattori da prendere in considerazione nella scelta di un sito ove collocare un sistema acquaponico, compreso l’accesso alla luce del sole, il vento e
l’esposizione alla pioggia, la temperatura media ed altri ancora.

Nella sezione 4.2 si discute dei componenti generali indispensabili per qualsiasi sistema acquaponico, comprese le pompe delle vasche in cui vivono i pesci siano esse di acqua o aria acqua e aria, il biofiltro, il metodo di coltivazione e il materiale idraulico necessario per la coltivazione delle piante. La componente idroponica viene poi trattata con ulteriore dettaglio, concentrandosi sui tre più comuni metodi utilizzati in acquaponica: il metodo che utilizza un “medium” inerte (figure 4,1-4,5); quello che prevede una sottile “pellicola” nutritiva (NFT) (Figure 4,6-4,9); e la cultura acquaponica a radice fluttuante (DWC) (Figure 4,10-4,13).

excelUna parte specifica è dedicata ad un tipo particolare di coltivazione DWC a “bassa densità”.
Sono previste tavole finali riassuntive di ogni metodo che pongono a confronto i tre metodi che verranno discussi.
S
copo di questo capitolo è quello  spiegare esclusivamente le componenti essenziali dell’impianto e i diversi metodi di acquaponica. Per ulteriori informazioni riguardanti i rapporti di dimensionamento e la progettazione per le diverse componenti, si prega di consultare il Capitolo 8, che fornisce ulteriori informazioni dettagliate, figure e progetti necessari e costruire realmente un piccolo impianto acquaponico. Inoltre, appendice 8 fornisce una guida completa passo-passo per la costruzione di una versione in scala ridotta dei tre metodi spiegati in questo capitolo utilizzando materiali facilmente reperibili.

Sistema

Fig 4.2 Sistema “media based” costruito con “cisternette” per il trasporto di liquidi

Lussureggiante crescita vegetale in una coltivazione familiare

Fif. 4.4 Lussureggiante crescita vegetale in una coltivazione familiare

Fig. 4.3 Piante di taro coltivate in un growbed di legno rivestito di un telo impermeabile di polietilene

Fig. 4.3 Piante di taro coltivate in un growbed di legno rivestito di un telo impermeabile di polietilene

Fig. 4.6 Disegno di un piccolo impianto (NFT)

Fig. 4.6 Disegno di un piccolo impianto (NFT)

Prezzemolo in un piccolo impianto NFT

Fig. 4.7 Prezzemolo in un piccolo impianto NFT

Fig 4.8 contadini al lavoro con giovani piantine di pomodoro allevate in bottiglie di plastica

Fig 4.8 contadini al lavoro con giovani piantine di pomodoro allevate in bottiglie di plastica

Fig. 4.9 Impianto NFT che utilizza lo spazio in verticale

Fig. 4.9 Impianto NFT che utilizza lo spazio in verticale

Fig. 4.10 Disegno di impianto a radici fluttuanti (DWC)

Fig. 4.10 Disegno di impianto a radici fluttuanti (DWC)

Diverse varietà di lattuga in un sistema DWC

4.12 Diverse varietà di lattuga in un sistema DWC

Fig 4.13 Radici di cavolo riccio allevato in un sistema DWC

Fig 4.13 Radici di cavolo riccio allevato in un sistema DWC

4.11 giovani piantine di lattuga in un sistema DWC

4.11 giovani piantine di lattuga in un sistema DWC

4.1 Scelta del luogo dove installare l’impianto

La scelta del sito è un aspetto importante nell’installazione di un impianto acquaponico. In questa sezione ci si riferisce generalmente a degli impianti acquaponici costruiti all’aperto, senza una serra. Tuttavia, ci sono brevi commenti sulle serre e sull’ombreggiatura mediante strutture a rete per le unità più grandi. È importante ricordare che alcuni componenti del sistema, in particolare i contenitori pieni di acqua e i blocchetti di pietra, sono pesanti e difficili da spostare, quindi è importante costruire il sistema nella sua posizione finale. I luoghi individuati devono essere su una superficie stabile e orizzontale, in una zona che sia protetta dal maltempo ma esposta ben alla luce del sole.

4.1.1 Stabilità

Assicuratevi di scegliere un sito che sia stabile e in piano. Alcuni dei principali componenti di un sistema acquaponico sono pesanti, vi è il rischio concreto che le gambe del sistema sprofondino nel terreno. Questo può portare all’interruzione del flusso dell’acqua, inondazioni o ad un catastrofico collasso dell’impianto. E’ dunque indispensabile trovare un terreno piatto e solido. Impiantare tutto su un piano di cemento può essere una soluzione ma ha lo svantaggio di non poter far passare alcun componente sotto terra dunque con rischi d’inciampo. Se il sistema è appoggiato sul suolo, è utile coprire il tutto con dei teli che impediscano la crescita delle erbacce. Inoltre, può essere indispensabile posizionare blocchi di calcestruzzo o cemento sotto le gambe dei growbwed per migliorarne la stabilità

4.1.2 Esposizione al vento, alla pioggia e alla neve

Fig. 4.14 Impianto DWC danneggiato dalla neve

Fig. 4.14 Impianto DWC danneggiato dalla neve

Condizioni ambientali estreme possono stressare le piante e distruggere strutture (Figura 4.14). Forti venti possono avere un considerevole impatto negativo sulla produzione vegetale e possono causare danni agli steli e alle parti riproduttive.
Inoltre, la forte pioggia può danneggiare le piante e le prese elettriche non protette. Grandi quantità di pioggia possono diluire
l’acqua ricca di nutrienti  e possono inondare il sistema se non è previsto un meccanismo di troppopieno. La neve provoca gli stessi problemi delle forti piogge, con l’aggiunta della minaccia dei danni da freddo. E ‘consigliabile che il sistema sia situato in una zone protetta vento. Se le  forti piogge sono abituali, può valere la pena di proteggere il sistema con un rivestimento di plastica (tunnel o serra).

4.1.3 Esposizione al sole e all’ombra

La luce solare è fondamentale per le piante, che hanno bisogno di ricevere la quantità ottimale di luce solare durante il giorno. La maggior parte dei comuni impianti acquaponici crescono bene in condizioni di pieno sole; tuttavia, se la luce del sole è troppo intensa, una struttura semplice che consenta un’obreggiatura può essere installata sopra i letti crescita. Alcune piante fotosensibili, tra cui la lattuga, e alcuni cavoli, potranno salire a seme a causa del troppo sole o diventare amare o prendere un gusto cattivo. Altre piante tropicali, come la curcuma e alcune piante ornamentali possono mostrare bruciature sulle foglie se esposte al sole eccessivo e dunque producono meglio se possono disporre di posizioni in mezz’ombra. Sul versante opposto, con scarsità di luce solare, alcune piante possono avere tassi di crescita lenta. Dunque dovremo prestare attenzione a costruire gli impianti acquaponici in una posizione soleggiata. Se una zona ombreggiata fosse l’unica disponibile si raccomanda che vengano piantate specie adatte.
I sistemi dovrebbero essere progettati per sfruttare il sole in movimento nel
cielo da est a ovest. Generalmente, i letti di crescita devono essere disposti spazialmente in modo tale che il lato più lungo sia  sull’asse nord-sud. Ciò è più efficiente rispetto al sole durante il giorno. In alternativa, se è preferibile avere meno luminosità, in ralazione al tipo di coltura, orientare i letti, tubi e canali seguendo l’asse est-ovest.  Fare attenzione anche alla disposizione delle piante che non devono farsi inavvertitamente le une con le altre.
A differenza delle piante, i pesci non hanno bisogno della luce solare diretta. Anzi, è importante che le vasche dei pesci siano all’ombra, per questo motivo vengono di norma coperte con teli ombreggianti. (Figura 4.15).

Tessuto ombreggiante (blue) che scherma laluce solare

4.15 Tessuto ombreggiante (blue) che scherma laluce solare

L‘ombreggiatura contribuisce a mantenere stabile la temperatura dell’acqua e ad impedire la crescita delle alghe (vedi Capitolo 3), coprire le vasche dei pesci impedisce inoltre che vi cadano dentro dei detriti o delle foglie inoltre  che vi possano essere intrusioni di animali ittiofagi.

4.1.4 Allacciamenti, recinzioni e la facilità di accesso


Nel scelta del sito, è importante prendere in considerazione la disponibilità di allacciamenti ai servizi. S
ono necessarie prese elettriche  per le pompe dell’acqua e dell’aria che devono essere protette dall’acqua e dotate di un dispositivo “salvavita” per ridurre il rischio di scosse elettriche.
Inoltre, l’acqua per l’alimentazione del sistema dovrebbe essere facilmente accessibile, sia che si tratti di all’acciamenti alla rete comunale o di serbatoi di raccolta dell’acqua piovana.
Anche se estremamente efficienti sotto il profilo delle risorse idriche, i sistemi acquaponici richiedono aggiunte d’acqua di tanto in tanto, anche i filtri devono essere sciacquati. Se un sistema acquaponico fosse collocato nei pressi di una coltura “tradizionale” questa trarrebbe beneficio dalle operazioni di risciacquo dei filtri che sono sempre ricchi di sostanze nutritive. Il sistema inoltre deve essere collocato dove è facile
accedere ogni giorno perché sono necessari un monitoraggio frequente e l’alimentazione quotidiana dei pesci. Infine, si consideri l’opportunità di recintare tutto l’impianto per prevenire furti e atti vandalici, l’ingresso di animali predatori e per il rispetto di eventuali regole di sicurezza alimentare.

4.1.5 Considerazioni particolari: sugli impianti realizzati sui tetti

Tetti piatti sono spesso siti adatti per realizzare impianti acquaponici perché sono a livello, stabili, esposti alla luce solare e non sono già utilizzati per l’agricoltura tradizionale (Figure 4.16-4.18). Però, quando si costruisce un sistema su un tetto è fondamentale considerare se il tetto è in grado di sopportare il peso dell’impianto. E ‘indispensabile consultare un architetto o un ingegnere civile prima impiantare un nuovo sistema sul tetto.

Piccolo impianto (media bed) realizzato sul tetto

4.16 Piccolo impianto (media bed) realizzato sul tetto

Impianto acquaponico multiplo realizzato su un tetto

4.17 Impianto acquaponico multiplo realizzato su un tetto

Diverse verdure che crescono su un tetto con un sistema NFT

4.18 Diverse verdure che crescono su un tetto con un sistema NFT

4.1.6 Serre e strutture ombreggianti
Disporre di una serra non è
essenziale perun piccolo impianto acquaponico, ma disporre di una copertura può essere utile perchè allunga la stagione produttiva (Figure 4.19 e 4.20). Ciò è particolarmente vero in regioni più fredde temperate, le serre possono esser utilizzate anche per mantenere una temperatura dell’acqua calda durante i mesi freddi, consentendo produzione di tutto l’anno.

Piccolo impianto acquaponico in serra a tunnel

Piccolo impianto acquaponico in serra a tunnel

Impianto acquaponico appena montato in un tunnel

Impianto acquaponico appena montato in un tunnel

Una serra è una struttura metallica, legno o telaio in plastica che è coperto da nylon trasparente, plastica o vetro. Lo scopo di questa struttura è quello di permettere alla luce solare (radiazione solare) di accedere alla serra e rimanendovi “intrappolata” e quindi riscaldando l’aria all’interno della serra. Quando il sole cala, il calore viene trattenuto nella serra dal tetto e dalle pareti, consentendo una temperatura più calda e più stabile durante tutte le 24 ore. Le serre inoltre forniscono protezione ambientale anche rispetto al dal vento, alla neve e alla pioggia battente. Nelle serre si può estendere la stagione di crescita mantenendo ambiente calore solare, ma possono anche essere riscaldate dall’interno. Le serre inoltre possono tenere lontani gli animali (gatti! NdR) e altri parassiti,  Le serre sono comode per  lavorare durante la stagione fredda, e offrire al contadino una protezione dalle intemperie.  L’insieme, questi vantaggi si riassume in una maggiore produttività e in una stagione agricola più estesa.
Q
uesti vantaggi t
uttavia devono essere controbilanciati dagli aspetti negativi delle serre. I costi di investimento iniziale per una serra possono essere elevati a seconda del grado di tecnologia e raffinatezza desiderato. Le serre richiedono anche costi di gestione aggiuntivi perché sono necessari ventilatori per creare la circolazione dell’aria per evitare il surriscaldamento e condizioni di eccessiva umidità. 

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