Come posso pianificare al meglio il mio sistema acquaponico?

La progettazione di un impianto acquaponico è il passo più importante per realizzare un sistema a ciclo chiuso funzionante. Che sia in giardino, sul balcone o in serra, chi comprende i principi di base può coltivare pesci sani e piante robuste con poco sforzo.
In questo articolo scoprirai come dimensionare correttamente il tuo sistema, quali componenti ti servono e a cosa prestare attenzione durante la pianificazione.

Comprendere il principio di base

L'acquaponica combina l'allevamento di pesci (acquacoltura) e la coltivazione di piante (idroponica) in un ciclo chiuso:

·         I pesci, dopo essere stati nutriti, producono escrezioni che si trasformano in fertilizzante grazie a batteri e altri processi di decomposizione.

·         Le piante assorbono i nutrienti dall'acqua, purificandola.

·         L'acqua depurata torna nella vasca dei pesci e il ciclo ricomincia.

 

Determinare l'area di coltivazione

 Per prima cosa, determiniamo l'area di coltivazione: quanti metri quadrati ho a disposizione sul mio balcone o nel mio giardino?

Nel nostro esempio, partiamo da 7m² che abbiamo per le nostre piante.

Piante diverse richiedono quantità diverse di nutrienti. In acquaponica, consideriamo azoto e fosforo. Puoi trovare qui di seguito le quantità necessarie per le diverse categorie di piante.

 Piante a basso fabbisogno nutritivo

(ad esempio, lattughe, erbe aromatiche, spinaci, rucola)

·         Azoto (N): circa 0,5–1,0 g / m² a settimana

·         Fosforo (P): circa 0,05–0,1 g / m² a settimana

Piante a medio fabbisogno nutritivo

(ad esempio, cavolo rapa, bietola, zucchine, fragole)

·         Azoto (N): circa 1,0–2,0 g / m² a settimana

·         Fosforo (P): circa 0,1–0,2 g / m² a settimana

Piante a alto fabbisogno nutritivo

(ad esempio, pomodori, cetrioli, peperoni, melanzane)

·         Azoto (N): circa 2,0–3,5 g / m² a settimana

·         Fosforo (P): circa 0,2–0,4 g / m² a settimana

Dividiamo il nostro sistema in:

·         2m² piante a basso fabbisogno nutritivo

·         2m² piante a medio fabbisogno nutritivo

·         3m² piante a alto fabbisogno nutritivo.

Da ciò si conclude il seguente calcolo:

Piante a basso fabbisogno nutritivo:

Azoto: 2x 1g/settimana= 2g N/settimana

Fosforo: 2x 0.1g/settimana= 0.2g P/settimana

Piante a medio fabbisogno nutritivo:

Azoto: 2x 2g/settimana= 4g N/settimana

Fosforo: 2x 0.2g/settimana= 0.4g P/settimana

Piante a alto fabbisogno nutritivo:

Azoto: 3x 3.5g/settimana= 10.5g N/settimana
Fosforo: 3x 0.4g/settimana= 1.2g P/settimana

Totale:

Azoto: 16.5g N/settimana
Fosforo: 1.8g P/settimana

Quanto mangime mi serve per raggiungere questi valori?

Rilascio di nutrienti dal mangime per pesci premium estruso vegetale Hokovit Tilapia Vegi

Parametro	Valore secondo il produttore	Significato per l'acquaponica
Proteina grezza	37,5 %	Fonte principale di azoto
Grasso grezzo	7,4 %	Fonte di energia – influenza l'efficienza alimentare
Ceneri grezze / Fosforo	8,5 % / 0,8 %	Fonte di fosforo
Conversione del mangime (FCR)	circa 1,2:1 (tipico per Tilapia)	1,2 kg di mangime → 1 kg di crescita del pesce

 

Calcolo del rilascio di nutrienti

Nutriente	Contenuto nel mangime	Quantità disponibile in acqua	Quantità per 100 g di mangime
Azoto (N)	6 g N / 100 g (da 37,5 % di proteine)	circa 40–50 % (il resto nel pesce o sedimento)	≈ 2,5–3,0 g di N disponibile per le piante
Fosforo (P)	0,8 g P / 100 g	circa 50–60 % (il resto nel solido)	≈ 0,4–0,5 g di P disponibile per le piante

 

Per noi è interessante la parte disponibile per le piante di entrambe le sostanze.

Abbiamo il fabbisogno di azoto e fosforo che abbiamo calcolato sopra. Ora calcoliamo la quantità di mangime necessaria da entrambi.

 

Azoto: 16.5g/settimana / 3g= 550g mangime Tilapia Vegi a settimana
Fosforo: 1.8g/settimana / 0.5g= 360g Tilapia Vegi a settimana

 

Ora abbiamo i due risultati, prenderemo il fabbisogno di mangime più alto di 550g/settimana; il valore crescente di fosforo può essere compensato con piccoli cambi d'acqua.

 

Determinare la specie di pesce, la quantità massima annua e i parametri di allevamento

Quali pesci vorrei avere? Pesci ornamentali come Koi o pesci rossi sono possibili, così come carpe, Tilapia, pesci gatto e tinche.
La scelta dipende principalmente dall'obiettivo dell'allevamento, dall'esperienza e se si desiderano pesci commestibili o ornamentali. Un secondo fattore decisionale è se si desidera allevare pesci d'acqua calda o d'acqua fredda. Io consiglio vivamente i pesci d'acqua fredda; alle nostre latitudini, i sistemi ad acqua calda richiedono molto riscaldamento, il che ha purtroppo portato al fallimento finanziario di molti progetti acquaponici.

 I miei pesci preferiti sono senza dubbio le carpe (a specchio), hanno una buona crescita, sono robuste, hanno una carne saporita e tollerano un'ampia gamma di temperature. Le tinche crescono un po' più lentamente ma sono anche ottimi pesci per l'acquaponica.

 Quanti pesci mi servono al culmine della stagione per raggiungere la quantità di mangime calcolata, in modo che le piante possano produrre il raccolto desiderato?

 La quantità di pesce si calcola in base alla quantità di mangime di 550g/settimana.

Nutriamo i pesci con almeno 78g di mangime al giorno. Moltiplichiamo questa quantità di mangime per il tasso di alimentazione del 0,9% per ottenere il peso del pesce.

Ciò ci dà il seguente calcolo:

78g x 0.009=  8.67KG massa di pesce

Da ciò possiamo calcolare approssimativamente la quantità di pesce da inserire con i seguenti dati. 1-2 pesci in più non danneggiano mai il sistema. L'acqua dell'acquaponica può naturalmente essere utilizzata anche in giardino per l'irrigazione delle piante.

100 g → 15–17 cm

200 g → 19–22 cm

250 g → 20–23 cm

300 g → 21.5–25 cm

400 g → 23.5–27 cm

500 g → 25.5–29 cm

800 g → 30–34 cm

1,0 kg → 32–37 cm

 

Definire la vasca dei pesci

Quanto grande dovrebbe essere costruita la vasca dei pesci? Io sono un grande sostenitore del dare ai pesci un po' più di spazio. Per le carpe, mi piace calcolare con 5-10 KG/m³ per i sistemi per principianti e 10-15 KG/m³ per i sistemi gestiti da acquaponici esperti.

 

Ciò significa che per noi, come principianti con 10KG/m³, sceglieremmo una vasca da 870 litri. Poiché questa non è una dimensione standard, opteremmo per una vasca da 1000 litri o due vasche da 600 litri.

 

Pianificare il flusso e il sistema di filtraggio/tecnico

Successivamente, pianifichiamo la quantità d'acqua oraria che dobbiamo distribuire nel nostro sistema. La nostra vasca dei pesci dovrebbe essere ricircolata 1-2 volte all'ora. Questo calcolo è fondamentalmente veloce e qui spesso si verifica il primo errore! In un sistema Chop and Flip, questo calcolo funziona senza problemi, ma in un sistema con più vasche di coltivazione, queste devono essere calcolate in aggiunta, altrimenti una quantità eccessiva di acqua calcolata per i pesci viene pompata alle piante e non raggiungiamo più il nostro tasso di ricircolo.

Mi piace calcolare il volume di tutte le vasche aggiuntive e aggiungere questo volume al tasso di ricircolo della vasca dei pesci. Nel nostro sistema abbiamo 7 m² di superficie di coltivazione con un livello dell'acqua di circa 20 cm. Ciò ci dà i seguenti volumi:

Ricircolo doppio della vasca dei pesci: 2m³/h
7m² superficie di coltivazione x 0.2m livello dell'acqua: 1.4m³/h

Ciò ci dà una circolazione totale necessaria di 3,4 m³/h. Per un sistema di questo tipo, consiglierei l'Aquaforte 5000EX con una portata di 5000 l/h senza altezza di mandata da superare. Se il sistema è costruito a diverse altezze, cosa che non consiglio ma a volte è necessaria, è necessario considerare i diagrammi delle pompe corrispondenti per garantire la portata d'acqua all'altezza richiesta.

Dopo la vasca dei pesci segue il nostro filtro grossolano, vi consiglio un filtro a spazzole, per un piccolo sistema come quello da noi progettato, questo è sufficiente anche come biofiltro. Con il filtro a spazzole da 400 litri del mio negozio, il nostro sistema può essere facilmente liberato dai solidi. Nulla impedisce l'espansione del nostro sistema con il nostro filtro a spazzole.

Per coloro che non vogliono affidare la nitrificazione completa al filtro a spazzole, consiglio un barile da 60 litri con EcoPondchips. 1 sacco da 7 litri può scomporre 70g di mangime al giorno dopo una fase di rodaggio nel filtro a letto mobile.

Consiglio di installare un pozzetto di raccolta in ogni sistema, un pozzetto semplifica notevolmente la raccolta di tutta l'acqua, l'introduzione di diverse tecnologie e l'aggiunta di fertilizzanti come chelato di ferro o carbonato di calcio per stabilizzare il valore di KH/PH.

Dimensionerei i tubi nel modo più semplice possibile: tubi pompati in D50 e tubi a gravità in D75. I tubi troppo piccoli dovrebbero essere evitati, poiché il rischio di intasamento da biofilm è troppo elevato. Nei sistemi più grandi in cui viene pompata più acqua, i diametri dei tubi dovrebbero essere rapidamente progettati a 75 mm e poi a 110 mm per evitare inutili perdite di pressione e di conseguenza un maggiore consumo energetico.

Ciò darebbe i seguenti circuiti, entrambi che iniziano e finiscono nella sump.

Circuito dei pesci: Sump pompata alla vasca dei pesci, a gravità al filtro a spazzole, a gravità al biofiltro e a gravità di nuovo nella sump. In questo circuito facciamo circolare 2000-2500 l/h.

Circuito delle piante: Sump pompata ai sistemi di coltivazione, a gravità in tubazioni collettrici di ritorno alla sump. In questo circuito facciamo circolare circa 2000 l/h.

I 500 litri che non pompiamo, si perdono come perdita di pressione nelle tubazioni.

La ventilazione è molto importante; troppa ventilazione può portare a un eccesso di azoto, causando malattie da bolle di gas nei pesci. Troppo poca porta a una carenza di ossigeno nei nostri abitanti più importanti del sistema. Come calcolo/pianifico la ventilazione?

Mangime giornaliero	Fabbisogno di O₂ grezzo	Aria (L/min) @ OTE 10 % + fattore di sicurezza

 

50 g/giorno

35–50 g O₂

3–5 L/min

 

100 g/giorno

70–100 g O₂

5–8 L/min

 

500 g/giorno

0,35–0,5 kg O₂

25–40 L/min

 

1 kg/giorno

0,7–1,0 kg O₂

50–80 L/min

 

2 kg/giorno

1,4–2,0 kg O₂

100–160 L/min

 

Questi valori sono indicazioni approssimative per una ventilazione a una profondità di 60-100 cm. I litri/minuto devono essere disponibili all'uscita e la perdita di pressione per la profondità di insufflazione deve essere inclusa nella pianificazione della pompa.

Per il nostro sistema, consiglierei un Aquaforte V-30 o, se si desidera qualcosa di un po' più di qualità, un Hiblow HP40.

Pianificare gli extra

Il primo extra sarebbe l'alimentazione automatica, particolarmente interessante per chi non è a casa tutto il giorno. Le alimentazioni sono ottimali se distribuite nell'arco della giornata. Per i pesci e i batteri, una piccola quantità di cibo regolare è più facile da elaborare. La mia raccomandazione è chiaramente un'alimentazione con un alimentatore collegato alla stessa presa elettrica della pompa. Se la corrente viene a mancare, l'alimentazione non continua come con gli alimentatori solari. Questo può portare alla perdita dell'intero stock con una singola alimentazione. L'ammonio non viene più trasportato al filtro a causa dell'interruzione della pompa e rimane nella vasca dei pesci.

Un riscaldatore può anche essere molto utile per stabilizzare la temperatura dell'acqua di notte. A tal fine, consiglio i riscaldatori per stagni del nostro negozio. Possono essere regolati liberamente da 0 a 40°C, mantenendo così la temperatura stabile anche in inverno e autunno.

Successivamente, si potrebbe installare una lampada UV-C opzionale. Nei sistemi intensivi è assolutamente raccomandato per la riduzione dei germi, mentre nei sistemi piccoli e poco popolati servono più che altro per eliminare le alghe. I pesci di solito non si preoccupano delle alghe, questo è più un problema umano di chi è disturbato dall'estetica.

Come faccio a rabboccare l'acqua?

Per l'acqua ci sono diversi metodi, che sia riempire l'acqua potabile dal rubinetto con un tubo, con l'innaffiatoio da un pozzo o, come nel mio sistema, una pompa che preleva acqua dal pozzo e viene accesa e spenta automaticamente dal WPS di H-tronic a seconda delle necessità.

 

Pianificare i sistemi di emergenza

Cosa succede in caso di emergenza? La corrente salta, la ventilazione si ferma e l'acqua non viene più scambiata. A seconda di quando è stata l'ultima alimentazione, ciò può rapidamente diventare fatale per i pesci.

Cosa possiamo fare?

La cosa più importante è interrompere l'alimentazione!

Per la ventilazione, una valvola magnetica su una bombola di ossigeno che arieggia automaticamente la vasca dei pesci in caso di interruzione dell'alimentazione elettrica sarebbe l'ideale.

Chi vuole costruire il tutto in modo ancora migliore, integra un accumulatore di batteria di Ecoflow o sistemi simili nel sistema. L'unica cosa che non assicurerei è l'alimentazione. Niente cibo per i pesci è meglio di cibo con una circolazione scarsa o assente. E non preoccuparti, i pesci non hanno problemi se non ricevono cibo per 3 giorni.