Aqu @teach: L'acquario

I componenti di base da considerare sono gli acquari, l’unità di rimozione dei fanghi, il biofiltro, il pozzetto, i letti delle piante, le pompe e le tubazioni. La funzione, i materiali richiesti e la posizione di ciascuno di questi e la loro interazione con altri componenti, tutti devono essere considerati. L’interazione tra i componenti, ad esempio, determinerà il numero di pompe che saranno richieste.

L’acquario sarà la casa del pesce per un periodo di tempo relativamente lungo, quindi dovrebbe essere scelto con cura. I materiali, il design e le dimensioni dell’acquario sono tutti importanti e dovrebbero consentire un’osservazione e una manipolazione relativamente facili dei pesci, la rimozione delle particelle solide e una buona circolazione dell’acqua (simulazione del flusso naturale dell’acqua).

Volume

Il volume dell’acquario dipende dai seguenti fattori: (i) il numero di pesci che dovrà ospitare, (ii) il volume dello spazio vitale richiesto da ciascuna specie ittica e (iii) il metodo per mantenere una temperatura stabile dell’acqua. La progettazione dei sistemi aquaponici si basa sulla quantità di mangime per pesci, che è correlata alla densità dei pesci. Il volume richiesto dell’acquario si basa sulla densità del pesce e sulla biomassa mirate. Ad esempio, se la densità target è di 10 kg/m³e si prevede di coltivare 30 kg di pesce, sarà necessario un acquario da 3000 litri. Bisogna anche essere consapevoli che il pesce crescerà, e quindi anche la densità del pesce e la biomassa aumenteranno durante il ciclo produttivo. Generalmente, i sistemi più grandi sono più stabili in termini di oscillazioni della temperatura dell’acqua.

Figura 2: L’importanza del volume dell’acquario per le oscillazioni della temperatura dell’acqua: (a sinistra) i piccoli acquari presentano variazioni di temperatura dell’acqua più veloci; (a destra) in volumi d’acqua maggiori la temperatura sarà più stabile

Forma

Le vasche di pesce sono solitamente circolari o rettangolari. Inoltre, ci sono serbatoi a doppia D o infiniti che sono un ibrido tra serbatoi circolari e bacini lunghi (Figura 3). La tabella 2 riassume alcuni vantaggi generali e svantaggi dei serbatoi rotondi, quadrati e doppi D. Oltre a questi, devono essere presi in considerazione altri fattori, come il tipo di specie ittiche che si vuole allevare. I pesci che abitano dal fondo come bottatrice, rombo, sogliola o pesci piatti simili rimangono per lo più sul fondo del serbatoio e possono preferire un flusso d’acqua lento. Inoltre, il pesce dell’abitazione inferiore può essere immagazzinato in modo tale che l’autopulizia della vasca sia effettivamente ottenuta attraverso movimenti del pesce e non con il modello idraulico della colonna d’acqua. Pertanto, un design quadrato del serbatoio potrebbe non essere la soluzione peggiore per l’allevamento di pesci di fondo. Un altro aspetto della progettazione del serbatoio è l’inclinazione del fondo del serbatoio. Anche se ha pochissimo effetto sulla capacità autopulente del sistema, una maggiore inclinazione può aiutare a drenare l’intero serbatoio.

Figura 3. Diverse forme di acquari: serbatoio circolare (a sinistra), serbatoio rettangolare (centrale) (pista o flusso a spina) e (a destra) Tanica a doppia D o pista a D (ibrido di pista circolare e pista) (fonte: www.aqua-tech.eu, Bregnballe 2015)

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Tabella 3: Vantaggi e svantaggi delle vasche rotonde, quadrate e a doppia D

Altezza e rapporto

L’acquario dovrebbe essere ad un’altezza tale da consentire al personale di osservare e lavorare con il pesce. Se si utilizzano serbatoi più profondi, deve essere inclusa una finestra per osservare i pesci e/o una passerella stabile per accedere al serbatoio. L’altezza del serbatoio determina anche l’altezza della colonna d’acqua e la velocità del flusso d’acqua verso il componente successivo del sistema aquaponico (vedere Capitolo 2).

Figura 4: Vasche per pesci posizionate (a sinistra) sopra il suolo (foto: U.Strniša) e (a destra) a livello del suolo (fonte: www.humblebynature.com/about-us/projects-at-humble- by-nature/aquaponics-solar-serra

Se si utilizza un serbatoio circolare, è necessario assicurarsi che il diametro/altezza dell’acqua segua un certo rapporto. Il rapporto massimo dovrebbe essere 6:1. Se i serbatoi sono più larghi, la rimozione dei solidi e la distribuzione uniforme dell’acqua dall’afflusso saranno ostacolati. Ridurre il rapporto al di sotto di 3:1 creerà un vortice nello scarico centrale e l’ossigeno non sarà distribuito uniformemente nel serbatoio. I rapporti inferiori a 3:1 dovrebbero includere uno scarico laterale (doppio scarico) per evitare l’accumulo di un vortice.

Materiali

Ci sono differenze per quanto riguarda i costi di investimento, la stabilità del serbatoio e l’installazione, ma la cosa più importante è assicurarsi che i materiali siano sicuri sia per i pesci che per le piante. Ciò significa che i materiali zincati dovrebbero essere evitati, a causa della tossicità dello zinco. Il tipo sbagliato di plastica può anche essere dannoso per il pesce. Le materie plastiche termosaldabili (i cosiddetti termoplasti come PE, PP o PVC) sono l’opzione migliore, anche se tendono ad essere più costose. La scelta della plastica deve tener conto delle seguenti considerazioni:

• Resistenza ai raggi UV (il PE nero è resistente ai raggi UV)

• Porosità (PP è più poroso del PE e quindi consente la crescita dei biofilm)

• Stabilità termica (il PVC diventa fragile al di sotto di 0°C)

A causa della sua resistenza alle intemperie, il PE è il materiale da scegliere per installazioni di lunga durata in serre o all’aperto.

Figura 5: Diversi materiali per acquari: (in alto a sinistra) polietilene (foto: U.Strniša), (in alto a destra) calcestruzzo (foto: U.Strniša), (in basso a sinistra) serbatoi in acciaio rivestiti con rivestimento in plastica (foto: ZHAW) e serbatoi in PVC (in basso a destra)

Coperchio serbatoio

I pesci sani sono creature vivaci e possono saltare fuori dal serbatoio. Occorre pertanto coprire tutte le vasche per evitare perdite accidentali e lesioni ai pesci. Le coperture impediscono inoltre a corpi estranei di cadere nel serbatoio (Figura 6a). Le coperture dei serbatoi riducono le perdite d’acqua dovute all’evaporazione e forniscono ombreggiature, che riducono il surriscaldamento, impediscono la crescita delle alghe, migliorando così il benessere dei pesci. Inoltre, la maggior parte dei pesci preferisce essere all’ombra piuttosto che alla luce solare diretta (Figura 6b).

Figura 6: (a sinistra) Un acquario coperto di rete per evitare perdite accidentali; (a destra) Un rivestimento e zattere piantate impediscono la crescita delle alghe e forniscono ombra (tutte le foto: U.Strniša)

Flusso d’acqua

Afflusso e deflusso

Idealmente l’acqua dovrebbe fluire nel serbatoio con un angolo dall’alto per arricchire l’acqua con l’ossigeno e generare un flusso circolare nel serbatoio (Figura 7a). Se l’acqua è troppo satura (saturazione di ossigeno > 100%, causata dalle unità di ossigenazione come un ossigenatore a bassa testa o un cono di ossigeno), l’acqua deve entrare nell’acquario sotto la superficie attraverso un tubo perforato (flauto) che crea un flusso d’acqua circolare. La prima perforazione dovrebbe trovarsi appena sopra la superficie dell’acqua e la sezione trasversale totale di tutte le perforazioni nel tubo di afflusso deve essere uguale alla sezione trasversale del tubo. Anche le perforazioni devono essere più piccole della dimensione del pesce che sono tenuti nel sistema.

Figura 7: Esempi di afflusso e deflusso dell’acqua: (a sinistra) l’afflusso d’acqua si trova ad angolo sopra il serbatoio; (a destra) il deflusso dell’acqua si trova al centro della parte inferiore della vasca foto: U.Strniša)

Il deflusso dell’acqua dalla vasca dovrebbe consentire la rimozione delle particelle solide, evitando al tempo stesso la perdita di pesci; essa viene quindi solitamente posizionata al centro del fondo della vasca (tabella 4). Il corretto dimensionamento del sistema e dei flussi d’acqua impedisce sia l’intasamento che il trabocco. Ogni acquario dovrebbe essere costruito come un elemento idraulico separato, poiché la comunicazione idraulica tra vasche di pesce finirà nella perdita totale di tutti i pesci in caso di perdite di un tubo o di un serbatoio. Pertanto, ogni serbatoio ha bisogno di un’opzione per il troppopieno (Tabella 4). In ZHAW lavoriamo con tubi di appoggio esterni o straripamenti esterni, in modo che le strutture all’interno dell’acquario non interferiscano con le procedure di movimentazione del pesce.

Tabella 4: Opzioni di deflusso dell’acqua (Fonte: Timmons & Ebeling 2007)

Tipo	(+) Vantaggi/(-) Svantaggi	Sezione
tubo di scarico interno	(+) Controllo del livello dell'acqua (+) Nessun deposito di sedimenti in condutture (-) Disturba la rete dei pesci
Tubo di appoggio esterno	(+) Controllo del livello dell'acqua (+) Serbatoio privo di installazioni (-) I solidi possono depositarsi nel segmento di tubo

*Copyright © Partner del progetto Aqu @teach. Aqu @teach è un partenariato strategico Erasmus+ per l’istruzione superiore (2017-2020) guidato dall’Università di Greenwich, in collaborazione con l’Università di Scienze Applicate di Zurigo (Svizzera), l’Università Tecnica di Madrid (Spagna), l’Università di Lubiana e il Centro Biotecnico Naklo (Slovenia) . *