Capitolo 4 Componenti idroponici: Grow Bed, NFT, DWC (quinta parte)

4.3 La tecnica dei media bed
G
rowbed riempiti con un medium inerte è il sistema più usato nei sistemi acquaponici su piccola scala. Questo sistema è fortemente raccomandato nella
maggior parte delle regioni in via di sviluppo perchè consente un uso efficiente dello spazio, ha un costo iniziale relativamente basso ed è adatto ai principianti in ragione della sua semplicità. Nei growbed riempiti con un medium, il materiale inerte  è utilizzato per sostenere le radici delle piante ma svolge anche le funzioni di filtro, sia meccanico che biologico. Questa doppia funzione è la ragione principale per cui tali sistemi sono più semplici. Nei paragrafi seguenti spieghiamo perchè i metodi NFT e DWC richiedono componenti specifici e più complicati per la filtrazione. Tuttavia, la tecnica del growbed riempito di inerte è ingombrante e relativamente costoso per gli impianti su vasta scala. Il letto del medium può ostruirsi se densità di allevamento di pesce supera la capacità di carico dei letti e ciò può richiedere una filtrazione separata. L’evaporazione dell’acqua è più alta in letti riempiti di inerte a causa della maggiore superficie esposta al sole. Infine alcuni media sono molto pesanti.
Ci sono molti disegni per i letti di crescita che utilizzano differenti media, anche per questo motivo è la tecnica che è più adattabile alle varie situazioni.

4.3.1 La dinamica dei flussi d’acqua
La figura mostra i principali componenti di un sistema acquaponico che prevede letti riempiti di materiale inerte. Si vedono, la vasca del pesce, i letti di crescita, il pozzetto di pompaggio (sump), nonché per i blocchetti di cemento per il supporto. La lettura del disegno è più facile da comprendere, seguendo il flusso dell’acqua attraverso il sistema. L’acqua scorre per gravità dal serbatoio di pesce, i letti sono pieni materiale inerte poroso che funge anche da biofiltro.

4.50

Schema di un piccolo impianto con growbed riempiti di inerte

I letti ospitano la colonia di batteri nitrificanti nonché forniscono un luogo adatto per la crescita delle piante. All’uscita dei growbed, l’acqua prosegue fino al serbatoio a pozzetto, ancora per gravità. A questo punto, l’acqua è relativamente priva di rifiuti solidi in soluzione e viene pompata al serbatoio di pesce, da qui riparte nuovamente alla volta dei letti di crescita, riprendendo il ciclo. Alcuni letti di crescita  sono progettati per bagnarsi completamente e successivamente drenare, il che significa che il livello dell’acqua sale a un certo punto e poi drena completamente.
Questo aggiunge l’ossigeno alle radici delle piante ed è di aiuto nella biofiltrazione dell’ammoniaca. Altri metodi di irrigazione utilizzano un flusso costante di acqua, immettendola  da un lato del letto e uscire l’altro, o distribuendola attraverso un sistema di irrigazione a goccia.

4.3.2 Costruzione di un growbed
Materiali
I growbed possono essere di plastica, fibra di vetro o con un telaio di legno rivestito da un foglio di gomma  o PVC a tenuta d’acqua. Il sistema più popolare “fai-da-te” per growbed è costruito utilizzando la plastica dei contenitori IBC (cisternette in f
igura), modificati oppure con vecchie vasche da bagno.

4.51

Growbed ricavati dai contenitori IBC

Si può usare praticamente qualsiasi cosa purché si rispettino queste condizioni:
• i contenitori siano abbastanza forti da trattenere l’innalzamento del livello dell’acqua e il medium inerte senza rompersi;
• siano in grado di sopportare condizioni climatiche difficili;
• siano in materiale adatto ad un uso  alimentare perchè è sicuro per il pesce, le piante e batteri;
• possano essere facilmente collegati ad altri componenti dell’impianto attraverso semplici componenti idraulici;

Forma
La forma standard per growbed è un rettangolo, con una larghezza di circa 1 m e una lunghezza 1-3 m. Possono essere  utilizzati o fabbricati anche letti più grandi, ma richiedono ulteriori supporti (cioè blocchi di cemento) per tenere il loro peso. Inoltre, i letti lunghi possono avere distribuzioni disuguali dei solidi che tendono ad accumularsi all’ingresso dell’acqua, aumentando il rischio di zone anaerobicihe. I letti non dovrebbero  essere così ampi da rendere difficile all’agricoltore /operatore raggiungere almeno la metà.
Profondità
La p
rofondità (altezza) del growbed è importante perché determina la
spazio a disposizione per la crescita delle radici.
Per gli o
rtaggi da frutto come pomodori o cavoli, il growbed dovrebbe avere un’altezza di 30 cm, senza i quali le verdure più grandi non avrebbero sufficiente spazio per la radice. Per le piccole verdure a foglia verde sono necessari solo 15-20 cm di profondità. Tuttavia alcuni esperimenti hanno dimostrato che anche le colture più grandi possono essere coltivate in letti poco profondi se le concentrazioni di nutrienti sono sufficienti.

4.3.3 Scelta del tipo di inerte (medium)
Tutti i substrati di coltivazione utilizzabili devono avere almento le seguenti caratteristiche
:
devono
avere un’adeguata superficie ed essere permeabili all’acqua e all’aria, permettendo in questo modo ai batteri di crescere, il deflusso delle acque e alle radici delle piante di respirare; devono essere inerti, non polverosi e non tossici e devono avere un pH neutro in modo da non influire sulla qualità dell’acqua. È importante lavare accuratamente il mezzo prima messa in opera in particolare i letti di ghiaia e lapilli vulcanici che contengono polvere e particelle minuscole. Queste particelle possono ostruire il sistema e
danneggiare potenzialmente le branchie dei pesci. Infine, è importante utilizzare un materiale che sia comodo per i lavori agricoli. I criteri essenziali vengono di seguito riasunti:

• grande superficie per la crescita batterica;
• pH neutro e inerte ;
• buone proprietà di drenaggio;
• facile da lavorare;
• uno spazio sufficiente per l’aria e il fluire dell’acqua all’interno;
• disponibile e conveniente;
se possibile leggero.
Sono diversi i medium che soddisfano queste condizioni, vediamone alcuni:

Lapillo vulcanico
Il lapillo vulcanico è l’inerte più popolare da utilizzare per i letti di crescita e,
se è disponibile, è consigliato  (figura).

4.53

Lapillo vulcanico

Le tre migliori caratteristiche del lapillo vulcanico sono che ha un’area superficiale molto alta in rapporto al volume, può essere economico e facile da reperire, ed è quasi chimicamente inerte. Il lapillo vulcanico ha un rapporto superficie / volume di circa 300 m2 / m3, a seconda della la dimensione delle particelle, il che offre ampio spazio per la colonizzazione da parte dei batteri . Il lapillo vulcanico è abbondante in molte località in tutto il mondo. Una volta lavato da polvere e sporco, il lapillo vulcanico è quasi completamente chimicamente inerte, ad eccezione piccole incrostazioni di microelementi come ferro e magnesio, l’assorbimento dei fosfati e ioni potassio nei i primi mesi dall’inizio dell’attività è agevolato. La dimensione consigliata del lapillo vulcanico è 8-20 mm di diametro. Se è più piccolo è probabile che si intasi con rifiuti solidi e se fosse più grande non offrirebbe la superficie o il sostegno alle piante richiesto.

La ghiaia
La ghiaia non è particolarmente raccomandata come inerte per la crescita, anche se è comunemente utilizzata (figura).

4.54

Ghiaia


La ghiaia, specialmente se di natura calcarea è una roccia sedimentaria, è meno adatta rispetto ad altri media perché ha una superficie inferiore in rapporto al volume, è pesante e non è inerte. Il calcare è composto principalmente da
carbonato di calcio (CaCO3), che si scioglie in acqua e influisce sulla sua qualità. Il calcare aumenta il KH dell’acqua, che aumenterà anche il pH (vedi Sezione 3.3). Pertanto, questo materiale è meglio utilizzarlo dove le fonti idriche sono tendenzialmente acide. Tuttavia una piccola aggiunta di calcare può aiutare a controbilanciare l’effetto acidificante di batteri nitrificanti. la ghiaia inoltre potrebbe non essere così comoda per lavorare nell’orto in particolare nei momenti  di semina e raccolta e può essere fonte di intasamento se la granulometria non è selezionata. Tuttavia, è spesso il mezzo più conveniente e più comune prontamente disponibile. La ghiaia  può dunque essere utilizzata solo se non si è in grado di accedere con facilità ad alcun altro medium, ma è necessario essere consapevoli del suo impatto sulla qualità dell’acqua.

Argilla espansa
L’Argilla espansa (LECA) in origine è stata realizzata per l’isolamento termico nella costruzione di tetti, solo più recentemente stata utilizzata in coltura idroponica. I ciottoli sono di forma rotonda e molto leggeri rispetto ad altri substrati. Sono molto comodi per lavorare e ideali nella realizzazione di impianti sui tetti .

4.55

Argilla espansa

La superficie dell’argilla espansa è di circa 250-300 m2 / m3, che è quella desiderata. Tuttavia l’argilla espansa è relativamente costosa e non facilmente disponibile in tutte le parti del mondo.  E’ reperibile in vari di formati, per l’acquaponica le dimensioni reccomandate sono 8-20 mm di diametro. Questo materiale può fornire ulteriori vantaggi ai produttori in caso di growbed collocati direttamente sui tetti piani. L’edificio può infatti beneficiare di un ulteriore isolamento, che può ridurre i costi di raffreddamento / riscaldamento delle case.

Quantità  di acqua contenuta nel growbed
A seconda dell’inerte utilizzato, l’acqua occuperà circa 30-60 percento del volume del growbed. Conoscere questa percentuale è utile per decidere le dimensioni del serbatoio del pozzetto per ogni unità, perché il serbatoio a pozzetto, che
dovrà contenere almenoil volume totale dell’acqua contenuta growbed. Il Serbatoio a pozzetto dovrebbe essere leggermente più grande per garantire che vi sia sempre acqua sufficiente per consentire alla pompa di funzionare senza che vada mai in secca.

La tabella che segue riassume le caratteristiche dei vari media utilizzabili per la crescita delle piante in acquaponica:

tabella riassuntiva media

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