Aqu @teach: Gestione del sistema di acquacoltura a ricircolo (RAS)
Densità di calza
La densità di stoccaggio è un fattore molto importante che deve essere deciso in anticipo quando si progetta un RAS. La densità di stoccaggio può essere definita in modi diversi (Tabella 2) ed è importante essere consapevoli quando e perché vengono utilizzate definizioni diverse.
Tabella 2: Definizioni della densità di stoccaggio
| Densità degli individui | Densità della biomassa | ||
|---|---|---|---|
| per superficie (#/m2) | per volume (#/m3) | per superficie (kg/m2) | per volume (kg/m3) |
| Indipendente dalla profondità del serbatoio. Rilevante per i pesci che abitano dal fondo | Spesso è alto per i piccoli pesci anche se la densità della biomassa è più alta | Indipendente dalla profondità del serbatoio. Rilevante per i pesci che abitano dal fondo. Spesso è più alto per i pesci più grandi che per le specie più piccole | Rilevante per specie di nuoto libero |
Diverse specie ittiche hanno diverse densità di stoccaggio possibili. La densità è un fattore centrale per determinare il benessere dei pesci, anche se tutti gli aspetti biologici non sono ancora chiari. Ci sono specie di pesci che hanno un comportamento diverso a densità diverse. Ad esempio, tilapia adotta comportamenti scolastici ad alta densità, e comportamenti territoriali a bassa densità. Per evitare che i pesci si danneggino a vicenda, essi devono quindi essere allevati ad una certa densità. Per utilizzare lo spazio in modo efficiente e per prevenire il cannibalismo, un acquario dovrebbe contenere pesci di circa le stesse dimensioni. Ciò significa a) che un impianto di acquacoltura dovrebbe disporre di più vasche per ospitare pesci di classi di dimensioni diverse e b) che la popolazione ittica deve essere classificata occasionalmente in base alla taglia e ridistribuita nelle vasche. Le basse e alte densità di stoccaggio nei sistemi di acquacoltura hanno diverse conseguenze per la gestione di un RAS (tabella 3).
Tabella 3: Caratteristiche dei sistemi ad alta e bassa densità di stoccaggio
| Fattori influenzanti per sistemi con la stessa produzione annuale | Alta densità | Bassa densità |
|---|---|---|
| Variazione dei parametri dell'acqua | Cambio rapido | Cambio lento |
| Tempo di risposta (ad esempio in caso di guasto della pompa) | È più breve. Più stress per i pesci | È più lungo. Il funzionamento del sistema è più sicuro |
| Capacità delle vasche per un determinato volume di produzione | Minore capacità necessaria per lo stesso volume di produzione | Maggiore capacità necessaria. Questo può essere compensato in parte utilizzando bacini più profondi. Tuttavia, questi sono più costosi e hanno bisogno di un tubo più costoso e sistema di pompaggio |
| Tasso di circolazione/spostamento necessario per un determinato volume di produzione [m3/h] | Stesso | Lo stesso. A causa della lentezza del sistema, ci sono picchi più morbidi = componenti più piccoli = hardware meno costoso per il ricondizionamento dell'acqua |
| Volume di spostamento rispetto al volume del serbatoio | Alta | Bassa |
| Dimensioni serbatoio | I serbatoi più piccoli con un'alta densità di individui sono, a seconda della specie, più soggetti a stress | Nei serbatoi più grandi, i pesci facilmente spaventati hanno una distanza di fuga più lunga |
Monitoraggio
Le procedure di monitoraggio dovrebbero essere definite in base alle fasi illustrate nella figura 10. I sistemi RAS o aquaponici sono complicati e sono costituiti da molte parti. Molte cose possono andare storte, quindi gli operatori devono rimanere in allerta permanente (Tabella 4, vedi anche Capitolo 9). La massima priorità della gestione del sistema è la salute dei pesci e delle piante. Pertanto, il monitoraggio dovrebbe essere prioritario in base alle «priorità di sostegno vitale» (tabella 5). La tabella 6 elenca gli elementi importanti che devono essere monitorati quotidianamente.
Figura 10: Le fasi logiche di elaborazione di una procedura di monitoraggio
Tabella 4: Cosa può andare storto?
| Tipo/ Sistema | Cause |
|---|---|
| Oltre il tuo controllo | Inondazioni, tornado, uragani, vento, neve, ghiaccio, tempeste, interruzioni elettriche, vandalismo/furto |
| Errori del personale | Errori dell'operatore, manutenzione trascurata che causa guasti ai sistemi di backup o ai componenti dei sistemi, allarmi disattivati |
| Livello dell'acqua del serbatoio | Valvola di scarico sinistra aperta, tubo di scarico caduto o rimosso, perdite nell'impianto, linea di scarico rotta, serbatoio traboccante |
| Flusso d'acqua | Valvola chiusa o aperta troppo lontano, guasto della pompa, perdita della testa di aspirazione, schermo di aspirazione bloccato, blocco del tubo, rotture del tubo di ritorno/rotture/guasti della colla |
| Qualità dell'acqua | Basso ossigeno disciolto, alto CO2, approvvigionamento idrico sovrasaturato, alta o bassa temperatura, alta ammoniaca, nitriti o nitrati, bassa alcalinità |
| Filtri | Filtri canaliali/intasati, eccessiva perdita di testa |
| Sistema di aerazione | Surriscaldamento del motore del ventilatore a causa di eccessiva contropressione, cinghia di trasmissione allentata o rotta, diffusori bloccati o scollegati, perdite nelle linee di alimentazione |
Tabella 5: Priorità del monitoraggio e della risposta
| parametro | Tempo di risposta | ||
|---|---|---|---|
| Priorità | Alta |
| Molto veloce (minuti) allarme necessario! |
| Medium |
| Tempo di risposta moderato (ore) | |
| Bassa |
| Parametri che cambiano lentamente (monitoraggio giornaliero o settimanale) | |
Tabella 6: Elementi importanti che devono essere monitorati quotidianamente
| Potenza elettrica | Alimentazione monofase e trifase, sistemi individuali su prese GFCI salvavita |
|---|---|
| Livello dell'acqua | Serbatoio di coltura (alto/basso), pozzetti di alimentazione alle pompe (alto/basso), filtri (alto/basso) |
| Sistema di aerazione | Pressione dell'ossigeno dell'aria (alta/bassa) |
| Flusso d'acqua | Pompe, serbatoi di coltura, filtri sommersi, riscaldatori in linea |
| Temperatura | Serbatoi di coltura (alto/basso), sistemi di riscaldamento/raffreddamento (alto/basso) |
| Sicurezza | Sensori di alta temperatura/fumo, allarmi antiintruso |
Qualcosa consiglioper*** sistema*** design e*** sicurezza***
Scegliere i sensori con attenzione, etichettare tutto e includere funzionalità di espansione in tutti i componenti
Installare i sensori e le apparecchiature dove sono visibili e facilmente accessibili per la manutenzione e la taratura
Ricorda che l’acqua e l’elettricità rendono una combinazione fatale, quindi usa basse tensioni (5 Vc.c., 12 Vc.c. o 24 Vc.c. o AC) per proteggere te stesso e il pesce
Etichettare chiaramente le modalità armate e disarmate del sensore, preferibilmente con i LED su ciascuna stazione per mostrare lo stato del sensore.
Qualcosa consiglio per sistema*** manutenzione
Avere un manuale di manutenzione ben preparato accessibile per il personale di leggere
Mantenere un piano di pianificazione della manutenzione settimanale/mensile/annuale e conservare i file dei principali registri di manutenzione e manuali delle apparecchiature
Mantenere liste di controllo degli strumenti giornalieri/settimanali/mensili
Effettuare controlli regolari (e alcuni senza preavviso) del sistema, tra cui l’attivazione di ciascun sensore e il controllo del funzionamento dei sistemi di backup automatici e della connessione telefonica
Fornire formazione al personale sulla gestione degli allarmi di routine
Assicurarsi che il personale abbia familiarità con il sistema operativo completo, inclusi i sistemi di approvvigionamento idrico, aerazione e backup di emergenza.
Quando a monitor acqua ***qualità? ***
I pesci digeriscono in base al momento in cui vengono nutriti e la quantità di feci dipende dalla quantità di mangime ingerito. Pertanto, i livelli più elevati di ammonio sono attesi dopo l’ultimo mangime (la sera) e il valore più basso prima del primo mangime (al mattino). Pertanto, le misurazioni della qualità dell’acqua devono essere effettuate alla fine del mangime per catturare picchi di ammonio (figura 11).
Automatico monitoraggio e controllo sistemi
Il monitoraggio automatizzato sta diventando sempre più conveniente. Esistono diversi sistemi di acquisizione e controllo dei dati disponibili in commercio per applicazioni in RAS e/o acquaponica. Un sistema di monitoraggio comprende (i) sensori per misurare le variabili desiderate, (ii) un’interfaccia per convertire le informazioni elettriche in una forma leggibile da un computer o da un microprocessore, (iii) un computer, (iv) un software per il funzionamento del sistema e (v) display. È importante abbinare i componenti, affinché il sistema di monitoraggio funzioni.
Una delle funzioni più importanti di un sistema di monitoraggio è quella di fornire allarmi al gestore del sistema in caso di malfunzionamenti e problemi. Se si rileva che le variabili critiche sono al di fuori dei limiti accettabili, è necessario inviare allarmi. È importante progettare e testare il sistema di monitoraggio e allarme in modo che i falsi allarmi non vengano inviati troppo spesso. I falsi allarmi troppo frequenti rendono meno probabile che gli operatori rispondano (Timmons et al. 1999). Gli allarmi devono essere costruiti e azionati in modo che gli individui pertinenti siano avvisati. Gli allarmi visivi e acustici possono essere collocati in aree chiave all’interno di una struttura per avvisare i lavoratori dei problemi. Al di fuori del normale orario di lavoro devono essere utilizzati allarmi remoti (di solito tramite messaggi SMS).
Figura 11: Corso giornaliero delle concentrazioni di NH4-N nell’acqua RAS. Blu = prima del biofiltro; grigio = dopo il biofiltro; giallo = differenza tra blu e grigio
*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) . *