aquaponics
4.3 Tipi di sistemi idroponici secondo la distribuzione acqua/nutriente
4.3.1 Tecnica a flusso profondo (DFT) La tecnica del flusso profondo (DFT), nota anche come tecnica dell’acqua profonda, è la coltivazione di piante su supporti galleggianti o sospesi (zattere, pannelli, tavole) in contenitori riempiti con soluzione nutritiva di 10-20 cm (Van Os et al. 2008) (Fig. 4.3). In AP questo può essere fino a 30 cm. Esistono diverse forme di applicazione che possono essere distinte principalmente dalla profondità e dal volume della soluzione e dai metodi di ricircolo e ossigenazione.
· Aquaponics Food Production Systems4.2 Sistemi senza suolo
L’intensa ricerca condotta nel campo della coltivazione idroponica ha portato allo sviluppo di una grande varietà di sistemi di coltivazione (Hussain et al. 2014). In termini pratici tutti questi possono essere implementati anche in combinazione con l’acquacoltura; tuttavia, a questo scopo, alcuni sono più adatti di altri (Maucieri et al. 2018). La grande varietà di sistemi che possono essere utilizzati richiede una categorizzazione dei diversi sistemi senza suolo (tabella 4.1).
· Aquaponics Food Production Systems4.1 Introduzione
Nella produzione orticola, la definizione di coltivazione priva di suolo comprende tutti i sistemi che forniscono la produzione vegetale in condizioni prive di suolo in cui la fornitura di acqua e di minerali viene effettuata in soluzioni nutritive con o senza terreno di coltivazione (ad esempio lana di roccia, torba, perlite, pomice, cocco fibra, ecc.) I sistemi di coltura privi di suolo, comunemente noti come sistemi idroponici, possono essere ulteriormente suddivisi in sistemi aperti, dove la soluzione nutritiva in eccesso non viene riciclata, e sistemi chiusi, dove il flusso in eccesso di nutrienti dalle radici viene raccolto e riciclato nel sistema (Fig.
· Aquaponics Food Production Systems3.6 RAS e Acquaponica
I sistemi acquaponici sono un ramo della tecnologia di acquacoltura a ricircolo in cui le colture vegetali sono incluse per diversificare la produzione di un’azienda, per fornire capacità extra di filtrazione dell’acqua, o per una combinazione dei due. Come ramo del RAS, i sistemi aquaponici sono legati agli stessi fenomeni fisici, chimici e biologici che si verificano nel RAS. Pertanto, gli stessi fondamenti dell’ecologia dell’acqua, della meccanica dei fluidi, del trasferimento del gas, della depurazione dell’acqua ecc.
· Aquaponics Food Production Systems3.5 Sfide di scalabilità in RAS
Le RAS sono operazioni ad alta intensità di capitale, che richiedono elevate spese di finanziamento per attrezzature, infrastrutture, sistemi di trattamento degli effluenti e degli effluenti, ingegneria, costruzione e gestione. Una volta costruita l’azienda agricola RAS, è necessario anche il capitale circolante fino al raggiungimento dei raccolti e delle vendite di successo. Anche le spese operative sono considerevoli e comprendono per lo più costi fissi quali affitto, interessi sui prestiti, ammortamenti e costi variabili quali mangimi per pesci, sementi (uova o zampe), manodopera, elettricità, ossigeno tecnico, tamponi di pH, elettricità, vendita/commercializzazione, costi di manutenzione, ecc.
· Aquaponics Food Production Systems3.4 Problemi di benessere degli animali
3.4.1 Introduzione Nel corso dell’ultimo decennio, il benessere del pesce ha attirato molta attenzione, e questo ha portato l’industria dell’acquacoltura a integrare una serie di pratiche e tecnologie di allevamento sviluppate appositamente per migliorare questo aspetto. La neocorteccia, che nell’uomo è una parte importante del meccanismo neurale che genera l’esperienza soggettiva della sofferenza, è carente nei pesci e negli animali non mammiferi, ed è stato sostenuto che la sua assenza nei pesci indica che i pesci non possono soffrire.
· Aquaponics Food Production Systems3.3 Sviluppi della RAS
Negli ultimi anni si è registrato un aumento del numero e delle dimensioni delle aziende di acquacoltura a ricircolo, soprattutto in Europa. Con l’aumento dell’accettazione della tecnologia, continuano ad emergere miglioramenti rispetto agli approcci ingegneristici tradizionali, alle innovazioni e alle nuove sfide tecniche. La sezione seguente descrive le principali tendenze progettuali e ingegneristiche e le nuove sfide che la tecnologia del ricircolo dell’acquacoltura si trova ad affrontare. 3.3.1 Ossigenazione del flusso principale Il controllo dell’ossigeno disciolto nella moderna RAS mira ad aumentare l’efficienza del trasferimento di ossigeno e diminuire il fabbisogno energetico di questo processo.
· Aquaponics Food Production Systems3.2 Revisione del controllo della qualità dell'acqua nella RAS
I RAS sono complessi sistemi di produzione acquatica che coinvolgono una serie di interazioni fisiche, chimiche e biologiche (Timmons ed Ebeling 2010). Comprendere queste interazioni e le relazioni tra i pesci presenti nel sistema e le attrezzature utilizzate è fondamentale per prevedere eventuali cambiamenti nella qualità dell’acqua e nelle prestazioni del sistema. Esistono più di 40 parametri di qualità dell’acqua che possono essere utilizzati per determinare la qualità dell’acqua in acquacoltura (Timmons ed Ebeling 2010).
· Aquaponics Food Production Systems3.1 Introduzione
I sistemi di acquacoltura a ricircolo (RAS) descrivono sistemi intensivi di produzione ittica che utilizzano una serie di fasi di trattamento delle acque per depurare l’acqua di allevamento e facilitarne il riutilizzo. La RAS includerà generalmente (1) dispositivi per rimuovere le particelle solide dall’acqua che sono costituite da feci di pesce, mangimi non consumati e gregge batteriche (Chen et al. 1994; Couturier et al. 2009), (2) biofiltri nitrificanti per ossidare l’ammoniaca escreta in nitrati dai pesci (Gutierrez-Wing e Malone 2006) e (3) di dispositivi di scambio di gas per rimuovere l’anidride carbonica disciolta espulsa dai pesci nonché l’aggiunta di ossigeno richiesto dai pesci e dai batteri nitrificanti (Colt and Watten 1988; Moran 2010; Summerfelt 2003; Wagner et al.
· Aquaponics Food Production Systems24.5 Conclusioni
In «Dieci tecnologie che potrebbero cambiare la nostra vita» (Servizio di ricerca parlamentare europeo, 2015), i sistemi acquaponici sono stati individuati come una soluzione per lo sviluppo di fonti alimentari innovative e sostenibili per l’Europa che, attraverso l’accorciamento delle catene di approvvigionamento, potrebbero migliorare la sicurezza alimentare e la resilienza dei sistemi alimentari . Tuttavia, la tecnologia è ancora di recente emersione e ancora relativamente poco sviluppata, e come sottolinea lo studio di Laidlaw e Magee (2016), la fattibilità di un’impresa sociale acquaponica dipende non solo dall’impegno delle parti interessate, dall’analisi approfondita del mercato, dalle chiare strutture di governance e da un solido piano aziendale , ma anche su fattori esterni, come il contesto politico locale e le normative.
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