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Una guida all'acquacoltura a ricircolo

Food and Agriculture Organization of the United Nations.

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Introduzione all'acquacoltura a ricircolo
Original publication 2015 · Pubblicato per la prima volta su FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations
L'acquacoltura a ricircolo è essenzialmente una tecnologia per l'allevamento di pesci o altri organismi acquatici riutilizzando l'acqua nella produzione. La tecnologia si basa sull'uso di filtri meccanici e biologici, e il metodo può essere utilizzato in linea di principio per tutte le specie coltivate in acquacoltura come pesci, gamberetti, vongole, ecc La tecnologia di ricircolo è tuttavia utilizzata principalmente nell'allevamento ittico, e questa guida è rivolta alle persone che lavorano in questo campo di acquacoltura.

Il ricircolo sta crescendo rapidamente in molte aree del settore della piscicoltura, e i sistemi sono impiegati in unità di produzione che variano da grandi piante che generano molte tonnellate di pesce all'anno per il consumo a piccoli sistemi sofisticati utilizzati per il ripopolamento o per salvare le specie in via di estinzione.

Il ricircolo può essere effettuato a intensità diverse a seconda di quanta acqua viene ricircolata o riutilizzata. Alcune aziende agricole sono sistemi di allevamento super intensivo installati all'interno di un edificio isolato chiuso che utilizzano appena 300 litri di acqua nuova, e talvolta anche meno, per chilo di pesce prodotto all'anno. Altri sistemi sono le aziende agricole tradizionali all'aperto che sono state ricostruite in sistemi di ricircolo utilizzando circa3 metri di acqua nuova per chilo di pesce prodotto all'anno. Un sistema tradizionale a flusso continuo per la trota utilizza tipicamente circa 30 m3 per chilo di pesce prodotto all'anno. Ad esempio, in un allevamento ittico che produce 500 tonnellate di pesce all'anno, l'uso di acqua nuova negli esempi forniti sarà di 17 m3/ora (h), 171 m3/h e 1 712 m3/h, il che rappresenta una differenza enorme.

_Figura 1.1 Un sistema di ricircolo interno. _

Un altro modo per calcolare il grado di ricircolo è l'uso della formula:

—

—

La formula è stata utilizzata nella figura 1.2 per calcolare il grado di ricircolo a diverse intensità del sistema e anche rispetto ad altri metodi di misurazione della velocità di ricircolo.

| Tipo di sistema | Consumo di acqua nuova per kg di pesce prodotto all'anno | Consumo di acqua nuova per metro cubo all'ora | Consumo di acqua nuova al giorno del volume totale dell'acqua del sistema | Grado di ricircolo al sistema vol. riciclato una volta all'ora | |: —: |: —: |: —: |: —: |: —: | | Flusso passante | 30 m3 | 1 712 m3 /h | 1 028% | 0% | | RAS basso livello | 3 m3 | 171 m3 /h | 103% | 95,9% | | RAS intensivo | 1 m3 | 57 m3 /h | 34% | 98,6% | | RAS super intensivo |0,3 m 3 | 17 m3 /h | 6% | 99,6% |

_Figura 1.2 Confronto del grado di ricircolo a intensità diverse rispetto ad altre modalità di misurazione della velocità di ricircolo. I calcoli si basano su un esempio teorico di un sistema da 500 tonnellate/anno con un volume d'acqua totale di 4 000 m3 , dove 3 000 m3 è il volume dell'acquario. _

Visto da un punto di vista ambientale, la limitata quantità di acqua utilizzata nel ricircolo è ovviamente vantaggiosa in quanto l'acqua è diventata una risorsa limitata in molte regioni. Inoltre, l'uso limitato di acqua rende molto più facile ed economico rimuovere i nutrienti escreti dal pesce poiché il volume di acqua scaricata è molto inferiore a quello scaricata da un allevamento ittico tradizionale. L'acquacoltura a ricircolo può quindi essere considerata un modo più rispettoso dell'ambiente per produrre pesce a un livello commercialmente redditizio. I nutrienti del pesce d'allevamento possono essere utilizzati come fertilizzante sui terreni agricoli o come base per la produzione di biogas.

_Figura 1.3 Un'azienda agricola di ricircolo all'aperto. _

Il termine «scarico zero» è talvolta usato in relazione all'allevamento ittico, e anche se è possibile evitare tutti gli scarichi dall'azienda di tutti i fanghi e le acque, il trattamento delle acque reflue delle ultime concentrazioni è più spesso un capitolo 1: Introduzione al ricircolo acquacoltura questione costosa da pulire Fuori completamente. Quindi una domanda per lo scarico di sostanze nutritive e acqua dovrebbe sempre essere parte della domanda di autorizzazione di pianificazione.

La cosa più interessante, però, è il fatto che l'uso limitato dell'acqua dà un enorme vantaggio alla produzione all'interno dell'allevamento ittico. L'allevamento ittico tradizionale dipende totalmente da condizioni esterne quali la temperatura dell'acqua del fiume, la pulizia dell'acqua, i livelli di ossigeno, le erbe infestanti e le foglie che vanno alla deriva a valle e bloccano gli schermi di ingresso, ecc. In un sistema di ricircolo questi fattori esterni vengono eliminati completamente o in parte, a seconda del grado di ricircolo e la costruzione dell'impianto.

Il ricircolo consente all'agricoltore di controllare completamente tutti i parametri della produzione, e la capacità dell'agricoltore di gestire il sistema di ricircolo diventa altrettanto importante quanto la sua capacità di prendersi cura del pesce.

Il controllo di parametri come la temperatura dell'acqua, i livelli di ossigeno, o la luce del giorno per quella materia, dà condizioni stabili e ottimali per il pesce, che ancora una volta dà meno stress e una migliore crescita. Queste condizioni stabili si traducono in un modello di crescita costante e prevedibile che consente all'agricoltore di prevedere con precisione quando il pesce avrà raggiunto un determinato stadio o dimensione. Il vantaggio principale di questa caratteristica è che è possibile elaborare un piano di produzione preciso e prevedere l'ora esatta in cui il pesce sarà pronto per la vendita. Ciò favorisce la gestione complessiva dell'azienda e rafforza la capacità di commercializzare il pesce in modo competitivo.

Il diagramma non è disponibile in questa copia migrata; consulta l’edizione originale.

_Figura 1.4 Alcuni parametri che influenzano la crescita e il benessere di un pesce. _

Ci sono molti altri vantaggi derivanti dall'utilizzo della tecnologia di ricircolo nell'allevamento ittico, e questa guida affronterà questi aspetti nei capitoli seguenti. Tuttavia, un aspetto importante da menzionare subito è quello delle malattie. L'impatto degli agenti patogeni è notevolmente ridotto in un sistema di ricircolo, poiché le malattie invasive provenienti dall'ambiente esterno sono ridotte al minimo dall'uso limitato di acqua. L'acqua per l'allevamento ittico tradizionale viene prelevata da un fiume, da un lago o dal mare, il che aumenta naturalmente il rischio di trascinamento delle malattie. A causa del limitato uso di acqua nel ricircolo, l'acqua viene prelevata principalmente da un pozzo di trivellazione, da un sistema di drenaggio o da una sorgente dove il rischio di malattie è minimo. Infatti, molti sistemi di ricircolo non hanno alcun problema con malattie di sorta, e l'uso della medicina viene quindi ridotto in modo significativo a beneficio della produzione e dell'ambiente. Per raggiungere questo livello di pratica agricola è ovviamente estremamente importante che l'agricoltore sia molto attento alle uova o alla frittura che porta nella sua azienda. Molte malattie vengono trasportate nei sistemi prendendo uova infestate o pesce per lo stoccaggio. Il modo migliore per evitare che le malattie entrino in questo modo, non è quello di portare pesce dall'esterno, ma solo portare uova in quanto queste possono essere completamente disinfettate dalle malattie.

L'acquacoltura richiede conoscenza, buona zootecnia, persistenza e talvolta nervi di acciaio. Il passaggio dall'allevamento ittico tradizionale al ricircolo rende molte cose più facili, ma allo stesso tempo richiede nuove e maggiori competenze. Per avere successo in questo tipo piuttosto avanzato di acquacoltura richiede formazione e istruzione per cui questa guida è stata redatta.

*Fonte: Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura, 2015, Jacob Bregnballe, Guida all'acquacoltura di ricircolo, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Riprodotto con permesso. *
Il sistema di ricircolo, passo dopo passo
Original publication 2015 · Pubblicato per la prima volta su FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations
In un sistema di ricircolo è necessario trattare continuamente l'acqua per rimuovere i prodotti di scarto escreti dal pesce, e aggiungere ossigeno per mantenere il pesce vivo e vegeto. Un sistema di ricircolo è infatti abbastanza semplice. Dall'uscita delle vasche di pesce l'acqua scorre in un filtro meccanico e poi in un filtro biologico prima che venga aerata e spogliata di anidride carbonica e restituita alle vasche di pesce. Questo è il principio di base del ricircolo.

Si possono aggiungere diverse altre strutture, come l'ossigenazione con ossigeno puro, la luce ultravioletta o la disinfezione dell'ozono, la regolazione automatica del pH, lo scambio di calore, la denitrificazione, ecc. a seconda delle esigenze esatte.

_Figura 2.1 Principale disegno di un sistema di ricircolo. Il sistema di trattamento delle acque di base è costituito da filtrazione meccanica, trattamento biologico e aerazione/ stripping. A seconda delle esigenze, è possibile aggiungere ulteriori installazioni, come l'arricchimento di ossigeno o la disinfezione UV. _

I pesci in un allevamento ittico richiedono l'alimentazione più volte al giorno. Il mangime viene consumato e digerito dai pesci e viene utilizzato nel metabolismo dei pesci fornendo energia e nutrimento per la crescita e altri processi fisiologici. L'ossigeno (O2) entra attraverso le branchie ed è necessario per produrre energia e per abbattere le proteine, per cui l'anidride carbonica (CO2) e l'ammoniaca (NH3) sono prodotti di scarto. Il mangime non digerito viene escreto nell'acqua sotto forma di feci, detti solidi sospesi (SS) e sostanza organica. L'anidride carbonica e l'ammoniaca vengono escreti dalle branchie nell'acqua. Così i pesci consumano ossigeno e mangimi, e di conseguenza l'acqua nel sistema è inquinata da feci, anidride carbonica e ammoniaca.

_Figura 2.2 Il consumo di mangimi e l'uso di ossigeno comporta la crescita dei pesci e l'escrezione di prodotti di scarto, quali anidride carbonica, ammoniaca e feci. _

Solo mangime secco può essere raccomandato per l'uso in un sistema di ricircolo. L'uso di pesci immondizia in qualsiasi forma deve essere evitato in quanto inquinerà pesantemente il sistema ed è molto probabile che l'infezione da malattie. L'uso di mangime secco è sicuro e ha anche il vantaggio di essere progettato per soddisfare le esatte esigenze biologiche del pesce. Il mangime secco viene fornito in diverse dimensioni di pellet adatte a qualsiasi stadio di pesce, e gli ingredienti nel mangime secco possono essere combinati per sviluppare mangimi speciali per fritture, covate, escrescenze, ecc.

In un sistema di ricircolo, un alto tasso di utilizzo del mangime è vantaggioso, in quanto ciò ridurrà al minimo la quantità di prodotti di escrezione, riducendo così l'impatto sul sistema di trattamento delle acque. In un sistema gestito professionalmente, tutti i mangimi aggiunti saranno consumati mantenendo al minimo la quantità di mangime non consumato. Il tasso di conversione del mangime (FCR), che descrive quanti chili di mangime si utilizza per ogni chilo di pesce che si produce, è migliorato e l'agricoltore ottiene una resa produttiva più elevata e un minore impatto sul sistema di filtraggio. Il mangime non consumato è uno spreco di denaro e si traduce in un carico inutile sul sistema di filtraggio. Va notato che sono disponibili mangimi particolarmente adatti per l'uso nei sistemi di ricircolo. La composizione di tali mangimi mira a massimizzare l'assorbimento di proteine nei pesci riducendo così al minimo l'escrezione di ammoniaca nell'acqua.

| Dimensione pallet | Dimensione pesce, grammo | Proteine | Grasso | | — | — | — | | 3 mm | 40 - 125 | 43% | 27% | | 4,5 mm | 100 - 500 | 42% | 28% | | 6,5 mm | 400 - 1200 | 41% | 29% |

| Composizione,% | 3,0 mm | 4,5 mm | 6,5 mm | | — | — | — | | Farina di pesce | 22 | 21 | 20 | | Olio di pesce | 9 | 10 | 10 | | Olio di semi di colza | 15 | 15 | 16 | | Farina di emoglobina | 11 | 11 | 11 | | Piselli | 5 | 5 | 5 | | Soia | 10 | 11 | 11 | | Grano | 12 | 11 | 11 | | Glutine di frumento | 5 | 5 | | Altri concentrati di proteine | 10 | 10 | 10 | | Vitamine, minerali, ecc. | 1 | 1 | 1 | 1 |

_Figura 2.3 Ingredienti e contenuto di un mangime per trote idoneo ad essere utilizzato in un sistema di ricircolo. Fonte: BioMar. _

**Componenti in un sistema di ricircolo

Vasche per pesci

| Proprietà serbatoio | Serbatoio circolare | pista a D | Tipo pista | | — | — | — | — | | Effetto autopulente | 5 | 4 | 3 | | Basso tempo di permanenza delle particelle | 5 | 4 | 3 | | Controllo e regolazione dell'ossigeno | 5 | 5 | 4 | | Utilizzo dello spazio | 2 | 4 | 5 |

_Figura 2.4 Diversi disegni del serbatoio danno proprietà e vantaggi diversi. Valutazione 1-5, dove 5 è il migliore. _

L'ambiente nella vasca di allevamento deve soddisfare le esigenze del pesce, sia per quanto riguarda la qualità dell'acqua che la progettazione del serbatoio. La scelta del giusto design del serbatoio, come dimensioni e forma, profondità dell'acqua, capacità autopulente, ecc., può avere un impatto considerevole sulle prestazioni delle specie allevate.

Se il pesce è in fondo, la necessità di superficie del serbatoio è più importante, e la profondità dell'acqua e la velocità della corrente d'acqua possono essere abbassate (rombo, sogliola o altri pesci piatti), mentre le specie pelagiche vive come i salmonidi potranno beneficiare di maggiori volumi d'acqua e mostrare prestazioni migliorate a velocità di acqua più elevate.

In un serbatoio circolare, o in un serbatoio quadrato con angoli tagliati, l'acqua si muove in un modello circolare facendo muovere l'intera colonna d'acqua del serbatoio intorno al centro. Le particelle organiche hanno un tempo di permanenza relativamente breve di pochi minuti, a seconda delle dimensioni del serbatoio, grazie a questo schema idraulico che dà un effetto autopulente. Un ingresso verticale con regolazione orizzontale è un modo efficiente per controllare la corrente in tali serbatoi.

In una pista l'idraulica non ha alcun effetto positivo sulla rimozione delle particelle. D'altra parte, se un acquario viene rifornito in modo efficiente con i pesci, l'effetto autopulente del progetto del serbatoio dipenderà più dall'attività del pesce che dal design del serbatoio. L'inclinazione del fondo del serbatoio ha poca o nessuna influenza sull'effetto autopulente, ma faciliterà lo scarico completo quando il serbatoio viene svuotato.

_Figura 2.5 Un esempio di progettazione del serbatoio ottagonale in un sistema di ricircolo che consente di risparmiare spazio pur ottenendo i buoni effetti idraulici del serbatoio circolare. Fonte: gruppo AKVA. _

I serbatoi circolari occupano più spazio rispetto alle piste, il che aumenta il costo di costruzione di un edificio. Tagliando gli angoli di un serbatoio quadrato appare un disegno del serbatoio ottagonale, che darà un migliore utilizzo dello spazio rispetto ai serbatoi circolari, e allo stesso tempo si ottengono gli effetti idraulici positivi del serbatoio circolare (vedi figura 2.5). È importante notare che la costruzione di serbatoi di grandi dimensioni favorirà sempre il serbatoio circolare in quanto questo è il design più forte e il modo più economico di realizzare un serbatoio.

Un tipo di serbatoio ibrido tra il serbatoio circolare e la pista chiamata «pista D-ended» combina anche l'effetto autopulente del serbatoio circolare con l'efficiente utilizzo dello spazio della pista. Tuttavia, in pratica questo tipo di serbatoio è usato raramente, presumibilmente perché l'installazione del serbatoio richiede un lavoro supplementare e nuove routine di gestione.

Livelli di ossigeno sufficienti per il benessere dei pesci sono importanti nell'allevamento ittico e di solito vengono mantenuti elevati aumentando il livello di ossigeno nell'acqua di ingresso al serbatoio.

Si può anche utilizzare l'iniezione diretta di ossigeno puro nel serbatoio mediante l'uso di diffusori, ma l'efficienza è inferiore e più costosa.

Il controllo e la regolazione dei livelli di ossigeno in serbatoi circolari o simili è relativamente facile perché la colonna d'acqua è costantemente miscelata rendendo il contenuto di ossigeno quasi lo stesso ovunque nel serbatoio. Ciò significa che è abbastanza facile mantenere il livello di ossigeno desiderato nel serbatoio. Una sonda di ossigeno posizionata vicino all'uscita del serbatoio darà una buona indicazione dell'ossigeno disponibile. Il tempo necessario per la sonda per registrare l'effetto dell'aggiunta di ossigeno a un serbatoio circolare sarà relativamente breve. La sonda non deve essere posizionata vicino a dove viene iniettato ossigeno puro o dove viene alimentata acqua ricca di ossigeno.

_Figura 2.6 Serbatoio circolare, pista con estremità D e tipo di pista. _

In una pista, tuttavia, il contenuto di ossigeno sarà sempre più alto all'ingresso e più basso all'uscita, il che dà anche un ambiente diverso a seconda del luogo in cui ogni pesce sta nuotando. La sonda di ossigeno per misurare il contenuto di ossigeno dell'acqua deve essere sempre posizionata nell'area con il più basso contenuto di ossigeno, che si trova vicino all'uscita. Questo gradiente di ossigeno a valle renderà più difficile la regolazione dell'ossigeno in quanto il ritardo di regolazione dell'ossigeno verso l'alto o verso il basso all'ingresso fino al momento in cui viene misurato all'uscita può arrivare fino a un'ora. Questa situazione può causare l'ossigeno per andare su e giù tutto il tempo invece di fluttuare intorno al livello selezionato. L'installazione di moderni sistemi di controllo dell'ossigeno che utilizzano algoritmi e costanti temporali impedirà tuttavia queste fluttuazioni indesiderate.

Le uscite dei serbatoi devono essere costruite per una rimozione ottimale delle particelle di scarto e munite di schermi con maglie di dimensioni adeguate. Inoltre, deve essere facile raccogliere pesci morti durante le routine quotidiane di lavoro.

I serbatoi sono spesso dotati di sensori per il livello dell'acqua, il contenuto di ossigeno e la temperatura per avere un controllo completo della fattoria. Si dovrebbe anche considerare di installare diffusori per fornire ossigeno direttamente in ogni serbatoio in caso di situazione di emergenza.

_Figura 2.7 Filtro tamburo. Fonte: CM Aqua. _

Filtrazione meccanica

La filtrazione meccanica dell'acqua di uscita dalle vasche ha dimostrato di essere l'unica soluzione pratica per la rimozione dei rifiuti organici. Oggi quasi tutti gli allevamenti ittici a ricircolo filtrano l'acqua di uscita dalle vasche in un cosiddetto microschermo dotato di un panno filtrante tipicamente da 40 a 100 micron. Il filtro a tamburo è di gran lunga il tipo di microschermo più comunemente usato, e il design garantisce la rimozione delicata delle particelle.

Funzione del filtro tamburo:
1. L'acqua da filtrare entra nel tamburo.
2. L'acqua viene filtrata attraverso gli elementi filtranti del tamburo. La differenza di livello dell'acqua all'interno/all' esterno del tamburo è la forza trainante per la filtrazione.
3. I solidi vengono intrappolati sugli elementi filtranti e sollevati nell'area di controlavaggio mediante la rotazione del tamburo.
4. L'acqua dagli ugelli di risciacquo viene spruzzata dall'esterno degli elementi filtranti. Il materiale organico rifiutato viene lavato fuori dagli elementi filtranti nel vassoio dei fanghi.
5. I fanghi fluiscono insieme all'acqua per gravità fuori dal filtro che fuoriesce dall'allevamento ittico per il trattamento delle acque reflue esterne (cfr. capitolo 6).
La filtrazione a microschermo presenta i seguenti vantaggi:
- Riduzione del carico organico del biofiltro.
- Rendere l'acqua più chiara man mano che le particelle organiche vengono rimosse dall'acqua.
- Migliorare le condizioni di nitrificazione in quanto il biofiltro non ostruisce.
- Effetto stabilizzante sui processi di biofiltrazione.
Trattamento biologico

Non tutta la materia organica viene rimossa nel filtro meccanico, le particelle più fini passeranno insieme a composti disciolti come fosfato e azoto. Il fosfato è una sostanza inerte, senza effetto tossico, ma l'azoto sotto forma di ammoniaca libera (NH3) è tossico e deve essere trasformato nel biofiltro in nitrato innocuo. La ripartizione della materia organica e dell'ammoniaca è un processo biologico effettuato dai batteri nel biofiltro. I batteri eterotrofici ossidano la materia organica consumando ossigeno e producendo anidride carbonica, ammoniaca e fanghi. I batteri nitrificanti convertono l'ammoniaca in nitrito e infine in nitrato.

L'efficienza della biofiltrazione dipende principalmente da:
- La temperatura dell'acqua nel sistema.
- Il livello di pH nel sistema.
Per raggiungere un tasso di nitrificazione accettabile, le temperature dell'acqua devono essere mantenute entro 10-35 °C (ottimale intorno a 30 °C) e livelli di pH compresi tra 7 e 8. La temperatura dell'acqua dipenderà molto spesso dalle specie allevate e non è quindi adattata per raggiungere il tasso di nitrificazione ottimale, ma per fornire livelli ottimali per la crescita dei pesci. La regolazione del pH in relazione all'efficienza dei biofiltri è comunque importante in quanto un livello di pH inferiore riduce l'efficienza del biofiltro. Il pH deve quindi essere mantenuto al di sopra di 7 per raggiungere un alto tasso di nitrificazione batterica. D'altra parte, l'aumento del pH si tradurrà in una quantità crescente di ammoniaca libera (NH3), che migliorerà l'effetto tossico. L'obiettivo è quindi quello di trovare l'equilibrio tra questi due obiettivi opposti di regolazione del pH. Un punto di regolazione consigliato è compreso tra pH 7,0 e pH 7,5.

Due fattori principali influenzano il pH nel sistema di ricircolo dell'acqua:
- La produzione di CO2 dal pesce e dall'attività biologica del biofiltro.
- L'acido prodotto dal processo di nitrificazione.
Risultato della nitrificazione:

NH4 (ammonio) + 1,5 O2 → NO2 (nitrito) + H2O + 2H^+^+ 2e

NO2 (nitrito) + 0,5 O2 → NO3 (nitrato) + e

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NH4 + 2 O2 ↔ NO3 + H2O + 2H^+^

CO2 viene rimosso mediante aerazione dell'acqua, per cui avviene il degassaggio. Questo processo può essere realizzato in diversi modi come descritto più avanti in questo capitolo.

Il processo di nitrificazione produce acido (H+) e il livello di pH diminuisce. Per stabilizzare il pH, è necessario aggiungere una base. A tale scopo occorre aggiungere all'acqua la calce o l'idrossido di sodio (NaOH) o un'altra base.

Il pesce espelle una miscela di ammoniaca e ammonio [nitrato totale di ammoniaca (TAN) = ammonio (NH4+) + ammoniaca (NH3)] dove l'ammoniaca costituisce la parte principale dell'escrezione. La quantità di ammoniaca nell'acqua dipende tuttavia dal livello di pH, come si può vedere nella figura 2.8, che mostra l'equilibrio tra ammoniaca (NH3) e ammonio (NH4+).

Il diagramma non è disponibile in questa copia migrata; consulta l’edizione originale.

_Figura 2.8 L'equilibrio tra ammoniaca (NH3) e ammonio (NH4+) a 20 °C. L'ammoniaca tossica è assente a pH inferiore a 7, ma aumenta rapidamente con l'aumento del pH. _

Figura 2.9 Relazione tra il pH misurato e la quantità di TAN disponibile per la degradazione nel biofiltro, basata su una concentrazione di ammoniaca tossica di 0,02 mg/l.

In generale, l'ammoniaca è tossica per i pesci a livelli superiori a 0,02 mg/L. La figura 2.9 mostra la concentrazione massima di TAN da consentire a diversi livelli di pH se si deve garantire un livello inferiore a 0,02 mg/l di ammoniaca. I livelli di pH più bassi riducono al minimo il rischio di superare questo limite tossico di ammoniaca pari a 0,02 mg/L, ma si raccomanda all'allevatore di pesci di raggiungere un livello minimo di pH 7 per raggiungere una maggiore efficienza dei biofiltri, come spiegato in precedenza. Purtroppo, la concentrazione totale di TAN da consentire si riduce in modo significativo, come si evince dalla figura 2.9. Ci sono quindi due vettori di lavoro opposti del pH che l'agricoltore deve prendere in considerazione durante la messa a punto del suo biofiltro.

Il nitrito (NO2-) si forma nella fase intermedia del processo di nitrificazione ed è tossico per i pesci a livelli superiori a 2,0 mg/L. Se i pesci in un sistema di ricircolo sono ansiosi di aria, sebbene la concentrazione di ossigeno sia fine, può essere la causa di un'alta concentrazione di nitriti. Ad alte concentrazioni, il nitrito viene trasportato attraverso le branchie nel sangue del pesce, dove ostruisce l'assorbimento di ossigeno. Aggiungendo sale all'acqua, raggiungendo appena 0,3 ‰, l'assorbimento di nitrito viene inibito.

Il nitrato (NO3-) è il prodotto finale del processo di nitrificazione e, sebbene sia considerato innocuo, livelli elevati (superiori a 100 mg/L) sembrano avere un impatto negativo sulla crescita e sulla conversione dei mangimi. Se lo scambio di nuova acqua nel sistema viene mantenuto molto basso, il nitrato si accumula e si raggiungeranno livelli inaccettabili. Un modo per evitare l'accumulo è quello di aumentare lo scambio di acqua nuova, per cui l'alta concentrazione viene diluita ad un livello più basso e senza problemi.

D'altra parte, l'idea del ricircolo è di risparmiare acqua, e in alcuni casi il risparmio idrico è un obiettivo importante. In tali circostanze, le concentrazioni di nitrati possono essere ridotte mediante la de-nitrificazione. In condizioni normali, un consumo di acqua superiore a 300 litri per kg di mangime utilizzato è sufficiente per diluire la concentrazione di nitrati. L'utilizzo di meno acqua di 300 litri per kg di mangime rende degno di considerazione l'uso della denitrificazione.

I batteri denitrificanti più predominanti sono chiamati Pseudomonas. Si tratta di un processo anaerobico (senza ossigeno) che riduce il nitrato all'azoto atmosferico. In realtà, questo processo rimuove l'azoto dall'acqua nell'atmosfera, riducendo il carico di azoto nell'ambiente circostante. Il processo richiede una fonte organica (carbonio), ad esempio alcool di legno (metanolo) che può essere aggiunto a una camera di denitrificazione. In termini pratici sono necessari 2,5 kg di metanolo per kg di nitrato (NO3-N) denitrificato.

Molto spesso la camera di denitrificazione è dotata di mezzi biofiltranti progettati con un tempo di permanenza di 2-4 ore. Il flusso deve essere controllato per mantenere la concentrazione di ossigeno in uscita a circa 1 mg/l. Se l'ossigeno è completamente esaurito, si verificherà un'ampia produzione di idrogeno solforato (H2S), che è estremamente tossico per i pesci e anche cattivo odore (uovo marcio). La produzione risultante di fanghi è piuttosto elevata e l'unità deve essere relavato, in genere una volta alla settimana.

_Figura 2.10 Supporto letto mobile a sinistra e supporto fisso a destra. _

I biofiltri sono tipicamente costruiti utilizzando materiali plastici che forniscono un'elevata superficie per m^3^ di biofiltro. I batteri cresceranno come un film sottile sul supporto occupando così una superficie estremamente ampia. L'obiettivo di un biofiltro ben progettato è quello di raggiungere una superficie più alta possibile per m^3^ senza imballare il biofiltro così stretto che si intaserà con la materia organica in funzione. È quindi importante disporre di un'alta percentuale di spazio libero per il passaggio dell'acqua e avere un buon flusso complessivo attraverso il biofiltro insieme a una procedura di controlavaggio sufficiente. Tali procedure di controlavaggio devono essere eseguite a intervalli sufficienti una volta alla settimana o al mese, a seconda del carico sul filtro. L'aria compressa viene utilizzata per creare turbolenze nel filtro per cui la materia organica viene strappata via. Il biofiltro viene smistato mentre avviene la procedura di lavaggio e l'acqua sporca nel filtro viene scaricata e scaricata prima che il biofiltro venga nuovamente collegato al sistema.

I biofiltri utilizzati nei sistemi di ricircolo possono essere progettati come filtri a letto fisso o filtri a letto mobile. Tutti i biofiltri utilizzati oggi nel ricircolo funzionano come unità sommerse sott'acqua. Nel filtro a letto fisso, il materiale plastico è fisso e non si muove. L'acqua scorre attraverso il mezzo come un flusso laminare per entrare in contatto con il film batterico. Nel filtro a letto mobile, il materiale plastico si muove nell'acqua all'interno del biofiltro da una corrente creata dal pompaggio dell'aria. A causa del costante movimento del materiale filtrante, i filtri a letto mobile possono essere imballati più duramente rispetto ai filtri a letto fisso, raggiungendo così un tasso di fatturato più elevato per m3 di biofiltro. Non vi è tuttavia alcuna differenza significativa nel tasso di fatturato calcolato per m2 (superficie del filtro) in quanto l'efficienza del film batterico in uno dei due tipi di filtro è più o meno la stessa. Nel filtro a letto fisso, tuttavia, vengono rimosse anche particelle organiche fini poiché queste sostanze aderiscono al film batterico. Il filtro a letto fisso fungerà quindi anche da unità di filtrazione meccanica fine rimuovendo materiale organico microscopico e lasciando l'acqua molto limpida. Il filtro a letto mobile non avrà lo stesso effetto della costante turbolenza dell'acqua renderà impossibile qualsiasi adesione.

_Figura 2.11 Biofiltri a letto mobile (in alto) e a letto fisso (in basso) . _

Entrambi i sistemi filtranti possono essere utilizzati nello stesso sistema, oppure possono essere combinati; utilizzando il letto mobile per risparmiare spazio e il letto fisso per beneficiare dell'effetto aderente. Esistono diverse soluzioni per la progettazione finale dei sistemi di biofiltro a seconda delle dimensioni dell'azienda, delle specie da coltivare, delle dimensioni dei pesci, ecc.

Degassaggio, aerazione e stripping

Prima che l'acqua ritorni alle vasche di pesce accumulate gas, che sono dannosi per il pesce, devono essere rimossi. Questo processo di degasaggio viene effettuato mediante aerazione dell'acqua e il metodo viene spesso indicato come stripping. L'acqua contiene anidride carbonica (CO2) proveniente dalla respirazione dei pesci e dai batteri presenti nel biofiltro nelle concentrazioni più elevate, ma è presente anche azoto libero (N2). L'accumulo di anidride carbonica e di gas di azoto avrà effetti dannosi sul benessere e sulla crescita dei pesci. In condizioni anaerobiche è possibile produrre idrogeno solforato (H2S), soprattutto nei sistemi di acqua salata. Questo gas è estremamente tossico per i pesci, anche a basse concentrazioni, e i pesci saranno uccisi se l'idrogeno solforato viene generato nel sistema.

L'aerazione può essere effettuata pompando aria nell'acqua per cui il

contatto turbolento tra le bolle d'aria e l'acqua spinge fuori i gas. Questa aerazione subacquea consente di spostare l'acqua contemporaneamente, ad esempio se si utilizza un sistema di pozzo di aerazione (cfr. figura 2.12).

_Figura 2.12 Sistema pozzo di aerazione. _

_Figura 2.13 Foto e disegno del filtro di gocciolamento avvolto in un rivestimento di plastica blu per eliminare gli schizzi sul pavimento (Billund Akvakulturservice, Danimarca). Il processo di aerazione/stripping è anche chiamato CO2-stripping. Il materiale filtrante nel filtro di gocciolamento è generalmente costituito dallo stesso tipo di mezzo utilizzato nei biofiltri a letto fisso — cfr. figura 2.10. _

Il sistema del pozzo di aerazione non è tuttavia efficiente per la rimozione dei gas come il sistema di filtraggio, chiamato anche degasser. Nel sistema di gocciolamento, i gas vengono rimossi dal contatto fisico tra l'acqua e il materiale plastico impilato in una colonna. L'acqua viene portata alla parte superiore del filtro su una piastra di distribuzione con fori, e scaricata attraverso il materiale plastico per massimizzare la turbolenza e il contatto, il cosiddetto processo di stripping.

Ossigenazione

Il processo di aerazione dell'acqua, che è lo stesso processo fisico del degassaggio o dello stripping, aggiungerà un po' di ossigeno all'acqua attraverso un semplice scambio tra i gas presenti nell'acqua e i gas nell'aria a seconda del livello di saturazione dell'ossigeno nell'acqua. L'equilibrio dell'ossigeno nell'acqua è di saturazione del 100%. Quando l'acqua è passata attraverso le vasche, il contenuto di ossigeno è stato abbassato, tipicamente fino al 70%, e il contenuto è ulteriormente ridotto nel biofiltro. L'aerazione di questa acqua in genere porterà la saturazione fino a circa il 90%, in alcuni sistemi è possibile raggiungere il 100%. La saturazione di ossigeno superiore al 100% nell'acqua di ingresso alle vasche è tuttavia spesso preferibile per avere sufficiente ossigeno a disposizione per una crescita elevata e stabile dei pesci. I livelli di saturazione superiori al 100% richiedono un sistema che utilizza ossigeno puro.

_Figura 2.14 Cono di ossigeno per dissolvere l'ossigeno puro ad alta pressione e un sensore (sonda) per misurare la saturazione di ossigeno dell'acqua. Fonte: gruppo AKVA/Oxyguard International. _

L'ossigeno puro viene spesso erogato in serbatoi sotto forma di ossigeno liquido, ma può anche essere prodotto in azienda in un generatore di ossigeno. Esistono diversi modi per produrre acqua super-satura con contenuto di ossigeno che raggiunge il 200-300%. Tipicamente vengono utilizzati sistemi a cono di ossigeno ad alta pressione o sistemi di ossigeno a bassa testa, come piattaforme di ossigeno. Il principio è lo stesso. L'acqua e l'ossigeno puro vengono miscelati sotto pressione per cui l'ossigeno viene forzato nell'acqua. Nel cono di ossigeno la pressione viene ottenuta con una pompa che crea un'alta pressione di circa 1,4 bar nel cono. Pompare acqua sotto pressione nel cono di ossigeno consuma molta elettricità. Nella piattaforma di ossigeno la pressione è molto più bassa, tipicamente fino a circa 0,1 bar, e l'acqua viene semplicemente pompata attraverso la scatola miscelando acqua e ossigeno. La differenza tra i due tipi di sistemi è che la soluzione a cono di ossigeno utilizza solo una parte dell'acqua circolante per l'arricchimento dell'ossigeno, mentre la piattaforma di ossigeno viene utilizzata per il flusso principale di ricircolo spesso in combinazione con il pompaggio complessivo di acqua rotonda nel sistema.

_Figura 2.15 Piattaforma di ossigeno per sciogliere l'ossigeno puro a bassa pressione durante il pompaggio di acqua nella fattoria. In genere, il sistema aumenta il livello di ossigeno disciolto a poco superiore al 100% quando entra nei serbatoi a seconda della portata e della progettazione della fattoria. Fonte: Soluzioni di acquacoltura FREA

Qualunque sia il metodo utilizzato, il processo deve essere controllato con l'aiuto della misurazione dell'ossigeno. Il modo migliore per farlo è quello di far misurare la sonda di ossigeno dopo il sistema di ossigenazione a pressione atmosferica normale, ad esempio in una camera di misura fornita dal fornitore. Ciò rende la misurazione più semplice rispetto a quella effettuata sotto pressione, poiché la sonda dovrà essere pulita e tarata, di volta in volta.

Luce ultravioletta

La disinfezione UV funziona applicando la luce nelle lunghezze d'onda che distruggono il DNA negli organismi biologici. Nell'acquacoltura sono mirati batteri patogeni e organismi unicellulari. Il trattamento è stato utilizzato per scopi medici da decenni e non influisce sui pesci in quanto il trattamento UV dell'acqua viene applicato al di fuori della zona di produzione ittica. È importante capire che i batteri crescono così rapidamente nella materia organica che controllare il numero di batteri negli allevamenti ittici tradizionali ha un effetto limitato. Il miglior controllo si ottiene quando un'efficace filtrazione meccanica è combinata con una biofiltrazione approfondita per rimuovere efficacemente la materia organica dall'acqua di processo, facendo in modo che la radiazione UV funzioni in modo efficiente.

La dose UV può essere espressa in diverse unità. Uno dei più utilizzati è micro Watt -secondi per cm^2 ^ (µWS/cm2). L'efficienza dipende dalle dimensioni e dalla specie degli organismi bersaglio e dalla torbidità dell'acqua. Per controllare i batteri e i virus, l'acqua deve essere trattata con circa 2 000 a 10 000 µWs/cm^2 per uccidere il 90% degli organismi, i funghi avranno bisogno di 10 000 a 100 000 e di piccoli parassiti da 50 000 a 200 000 µWS/cm2.

_Figura 2.16 Sistemi di trattamento UV chiusi e aperti: per l'installazione rispettivamente in un sistema di tubazioni chiuse e in un sistema a canale aperto. Fonte: ULTRAAQUA _

L'illuminazione UV utilizzata in acquacoltura deve funzionare sott'acqua per dare la massima efficienza, le lampade installate al di fuori dell'acqua avranno un effetto minimo o nullo a causa della riflessione superficiale dell'acqua.

Ozono

L'uso dell'ozono (O3) nell'allevamento ittico è stato criticato perché l'effetto di un sovradosaggio può causare gravi lesioni ai pesci. Nelle aziende agricole all'interno degli edifici, l'ozono può anche essere dannoso per le persone che lavorano nella zona, in quanto possono inalare troppo ozono. Quindi il corretto dosaggio e il monitoraggio del carico insieme ad una corretta ventilazione sono fondamentali per ottenere un risultato positivo e sicuro.

Il trattamento con ozono è un modo efficace per distruggere gli organismi indesiderati mediante l'ossidazione pesante della materia organica e degli organismi biologici. Nella tecnologia di trattamento con ozono le microparticelle sono suddivise in strutture molecolari che si legano nuovamente e formano particelle più grandi. Con questa forma di flocculazione, i solidi microscopici sospesi troppo piccoli per essere catturati possono ora essere rimossi dal sistema invece di passare attraverso i diversi tipi di filtri nel sistema di ricircolo. Questa tecnologia è anche indicata come lucidatura ad acqua in quanto rende l'acqua più chiara e priva di solidi sospesi e possibili batteri aderenti a questi. Questo è particolarmente adatto nei sistemi di incubazione e frittura che crescono piccoli pesci, che sono sensibili alle micro particelle e batteri nell'acqua.

Il trattamento con ozono può essere utilizzato anche quando l'acqua di aspirazione in un sistema di ricircolo deve essere disinfettata.

Vale la pena ricordare che in molti casi il trattamento UV è una buona e sicura alternativa all'ozono.

Regolazione del pH

Il processo di nitrificazione nel biofiltro produce acido, quindi il livello di pH diminuirà. Per mantenere un pH stabile è necessario aggiungere una base all'acqua. In alcuni sistemi viene installata una stazione di miscelazione della calce che gocciola acqua di calce nel sistema e quindi stabilizza il pH. Un sistema di dosaggio automatico regolato da un pH-metro con un impulso di feedback a una pompa di dosaggio è un'altra opzione. Con questo sistema è preferibile utilizzare idrossido di sodio (NaOH) in quanto è facile da maneggiare e rende il sistema più facile da mantenere. L'idrossido di sodio è un forte alcalino che può bruciare gravemente occhi e pelle. Devono essere prese precauzioni di sicurezza, e occhiali e guanti devono essere indossati durante la manipolazione di questo e di altri acidi e basi forti.

_Figura 2.17 Pompa di dosaggio per la regolazione del pH mediante dosaggio preimpostato di NaOH. La pompa può essere collegata ad un sensore di pH per la regolazione completamente automatica del livello di pH. _

Regolazione della temperatura dell'acqua

Mantenere una temperatura ottimale dell'acqua nel sistema di coltura è più importante in quanto il tasso di crescita del pesce è direttamente correlato alla temperatura dell'acqua. L'uso dell'acqua di aspirazione è un modo abbastanza semplice per regolare la temperatura di giorno in giorno. In un sistema di ricircolo interno il calore si accumula lentamente nell'acqua, perché l'energia sotto forma di calore viene rilasciata dal metabolismo dei pesci e dall'attività batterica nel biofiltro. Si accumulano anche il calore dovuto all'attrito nelle pompe e l'uso di altre installazioni. Le alte temperature nel sistema sono quindi spesso un problema in un sistema di ricircolo intensivo. Regolando la quantità di acqua fresca di aspirazione nel sistema, la temperatura può essere regolata in modo semplice.

Se il raffreddamento mediante l'uso di acqua di aspirazione è limitato, è possibile utilizzare una pompa di calore. La pompa di calore utilizzerà la quantità di energia normalmente persa nell'acqua di scarico o nell'aria che esce dall'azienda. L'energia viene quindi utilizzata per raffreddare l'acqua circolante all'interno della fattoria. Un modo simile per ridurre i costi di riscaldamento/raffreddamento può essere ottenuto recuperando l'energia utilizzando uno scambiatore di calore. L'energia nell'acqua di scarico dalla fattoria viene trasferita all'acqua di aspirazione fredda in entrata o viceversa. Questo avviene facendo passare entrambi i flussi nello scambiatore di calore dove l'acqua calda di uscita perderà energia e riscalderà l'acqua di aspirazione fredda, senza mescolare i due flussi. Anche sul sistema di ventilazione è possibile montare uno scambiatore di calore per aria utilizzando l'energia proveniente dall'aria in uscita e trasferendola all'aria in entrata, riducendo così in modo significativo la necessità di riscaldamento.

Nei climi freddi può essere necessario il riscaldamento dell'acqua. Il calore può provenire da qualsiasi fonte come una caldaia a petrolio o a gas ed è, indipendentemente dalla fonte di energia, collegato ad uno scambiatore di calore per riscaldare l'acqua ricircolata. Le pompe di calore sono una soluzione di riscaldamento rispettosa dell'ambiente e possono utilizzare energia per il riscaldamento dall'oceano, da un fiume, da un pozzo o dall'aria. Può anche essere utilizzato per trasferire l'energia da un sistema di ricircolo ad un altro, e quindi riscaldare un sistema e raffreddare un altro. Di solito utilizza energia proveniente ad esempio dall'oceano utilizzando uno scambiatore di calore in titanio, sposta l'energia al ricircolo che richiede il riscaldamento e rilascia il calore attraverso un altro scambiatore di calore.

Pompe

Diversi tipi di pompe sono utilizzati per far circolare l'acqua di processo nel sistema. Il pompaggio richiede normalmente una notevole quantità di energia elettrica e basse altezze di sollevamento e pompe efficienti e correttamente installate sono importanti per ridurre al minimo i costi di esercizio.

Il sollevamento dell'acqua dovrebbe avvenire preferibilmente solo una volta nel sistema, per cui l'acqua scorre per gravità fino al pozzetto della pompa. Le pompe sono spesso posizionate davanti al sistema di biofiltro e il degasser man mano che il processo di preparazione dell'acqua inizia qui. In ogni caso, le pompe devono essere posizionate dopo la filtrazione meccanica per evitare la rottura dei solidi provenienti dalle vasche.

Il calcolo dell'altezza di sollevamento totale per il pompaggio è la somma dell'altezza di sollevamento effettiva e delle perdite di pressione nelle fughe di tubi, nelle curve di tubi e in altri raccordi. Questo è anche chiamato testa dinamica. Se l'acqua viene pompata attraverso un biofiltro sommerso prima di cadere attraverso il degasser, sarà necessario tenere conto anche di una contropressione proveniente dal biofiltro. I dettagli sulla meccanica dei fluidi e sulle pompe non rientrano nell'ambito di questa guida.

_Figura 2.18 Pompe di sollevamento tipo KPL per un sollevamento efficiente di grandi quantità di acqua. Le pompe di sollevamento sono spesso utilizzate per pompare il flusso principale nel sistema di ricircolo. Una corretta selezione della pompa è importante per mantenere bassi i costi di gestione. Il controllo della frequenza è un'opzione per regolare il flusso esatto necessario a seconda della produzione ittica. H è l'altezza di sollevamento e Q è il volume di acqua sollevata. _

Fonte: Grundfos

Figura 2.19 Pompe centrifughe tipo NB per il pompaggio di acqua quando sono necessarie alte pressioni o altezze di sollevamento elevate. La gamma di pompe centrifughe è ampia, quindi queste pompe vengono utilizzate in modo efficiente anche per il pompaggio ad altezze di sollevamento inferiori. Le pompe centrifughe sono spesso utilizzate nei sistemi di ricircolo per il pompaggio di flussi secondari come ad esempio flussi attraverso sistemi UV o per raggiungere alta pressione nei coni di ossigeno. H è l'altezza di sollevamento e Q è il volume di acqua sollevata. Fonte: Grundfos

L'altezza totale di sollevamento nella maggior parte dei sistemi di ricircolo intensivo oggi è di circa 2-3 metri, il che rende l'uso di pompe a bassa pressione più efficiente per il pompaggio del flusso principale. Tuttavia, il processo di dissoluzione dell'ossigeno puro nell'acqua di processo richiede pompe centrifughe in quanto queste pompe sono in grado di creare l'alta pressione richiesta nel cono. In alcuni sistemi, dove l'altezza di sollevamento per il flusso principale è molto bassa, l'acqua viene pilotata senza l'uso di pompe soffiando aria nei pozzi di aerazione. In questi sistemi il degasaggio e il movimento dell'acqua sono realizzati in un unico processo, il che rende possibili basse altezze di sollevamento. L'efficienza del degasaggio e dello spostamento dell'acqua non è tuttavia necessariamente migliore di quella del pompaggio dell'acqua sopra il degasser, perché l'efficienza dei pozzi di aerazione in termini di utilizzo dell'energia e dell'efficienza di degassaggio è inferiore rispetto all'utilizzo di pompe di sollevamento e di stripping o gocciolamento dell'acqua.

Monitoraggio, controllo e allarmi

L'allevamento intensivo richiede un attento monitoraggio e controllo della produzione al fine di mantenere le condizioni ottimali per il pesce in ogni momento. I guasti tecnici possono facilmente comportare perdite sostanziali e gli allarmi sono impianti vitali per garantire il funzionamento.

In molte aziende agricole moderne, un sistema di controllo centrale può monitorare e controllare i livelli di ossigeno, la temperatura, il pH, i livelli dell'acqua e le funzioni motorie. Se uno qualsiasi dei parametri si sposta fuori dai valori preimpostati di isteresi, un processo di avvio/arresto tenterà di risolvere il problema. Se il problema non viene risolto automaticamente, verrà avviato un allarme. L'alimentazione automatica può anche essere parte integrante del sistema di controllo centrale. Ciò consente di coordinare con precisione la tempistica dell'alimentazione con un dosaggio più elevato di ossigeno man mano che il consumo di ossigeno aumenta durante l'alimentazione. Nei sistemi meno sofisticati, il monitoraggio e il controllo non sono completamente automatici e il personale dovrà effettuare diverse regolazioni manuali.

In ogni caso, nessun sistema funzionerà senza la sorveglianza del personale che lavora nella fattoria. Il sistema di controllo deve quindi essere munito di un sistema di allarme che chiami il personale in caso di gravi guasti. Si raccomanda un tempo di reazione inferiore a 20 minuti, anche in situazioni in cui sono installati sistemi di backup automatici.

_Figura 2.20 Una sonda di ossigeno (Oxyguard) viene calibrata nell'aria prima di essere abbassata nell'acqua per misurare in linea il contenuto di ossigeno dell'acqua. La sorveglianza può essere computerizzata con un gran numero di punti di misurazione e controllo degli allarmi. _

Sistema di emergenza

L'uso di ossigeno puro come riserva è la precauzione di sicurezza numero uno. L'installazione è semplice e consiste in un serbatoio di contenimento per ossigeno puro e un sistema di distribuzione con diffusori montati in tutti i serbatoi. Se l'alimentazione elettrica fallisce, una valvola magnetica tira indietro e l'ossigeno pressurizzato scorre in ogni serbatoio mantenendo il pesce vivo. Il flusso inviato ai diffusori deve essere regolato in anticipo, in modo che l'ossigeno nel serbatoio di stoccaggio in una situazione di emergenza duri abbastanza a lungo per il fallimento da correggere nel tempo.

_Figura 2.21 Serbatoio di ossigeno e generatore elettrico di emergenza. _

Per eseguire il backup dell'alimentazione elettrica, è necessario un generatore elettrico a combustibile. È molto importante far funzionare le pompe principali il più velocemente possibile, perché l'ammoniaca escreta dal pesce si accumulerà a livelli tossici quando l'acqua non circola sopra il biofiltro. È quindi importante far funzionare il flusso d'acqua entro un'ora o giù di lì.

Acqua di aspirazione

L'acqua utilizzata per il ricircolo dovrebbe preferibilmente provenire da una fonte indenne da malattie o essere sterilizzata prima di entrare nel sistema. Nella maggior parte dei casi è meglio usare l'acqua proveniente da un pozzo, da un pozzo o da qualcosa di simile piuttosto che usare l'acqua proveniente direttamente da un fiume, un lago o dal mare. Se è necessario installare un sistema di trattamento dell'acqua di aspirazione, esso consisterà in genere in un filtro a sabbia per la microfiltrazione e in un sistema UV o ozono per la disinfezione.

*Fonte: Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura, 2015, Jacob Bregnballe, Guida all'acquacoltura di ricircolo, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Riprodotto con permesso. *
Specie ittiche in ricircolo
Original publication 2015 · Pubblicato per la prima volta su FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations
Un sistema di ricircolo è un affare costoso da costruire e da utilizzare. C'è concorrenza sui mercati del pesce e la produzione deve essere efficiente per realizzare un profitto. La scelta delle specie giuste per produrre e costruire un sistema ben funzionante è quindi di grande importanza. In sostanza, l'obiettivo è quello di vendere il pesce ad un prezzo elevato e allo stesso tempo mantenere il costo di produzione al livello più basso possibile.

La temperatura dell'acqua è uno dei parametri più importanti quando si guarda alla fattibilità dell'allevamento ittico, perché i pesci sono animali a sangue freddo. Ciò significa che i pesci hanno la stessa temperatura corporea della temperatura dell'acqua circostante. I pesci non possono regolare la loro temperatura corporea come maiali, mucche o altri animali d'allevamento. I pesci semplicemente non crescono bene quando l'acqua è fredda; più calda è l'acqua, migliore è la crescita. Specie diverse hanno tassi di crescita diversi a seconda della temperatura dell'acqua, e i pesci hanno anche limiti di temperatura letale superiore e inferiore. L'agricoltore deve essere sicuro di mantenere il suo stock entro questi limiti, altrimenti il pesce morirà.

_Figura 3.1 Tasso di crescita della trota iridea a 6 gradi e a 16 gradi Celsius in funzione della dimensione dei pesci. _

Un altro problema che riguarda la fattibilità dell'allevamento ittico è la dimensione del pesce coltivato nell'azienda. A qualsiasi temperatura, i pesci piccoli hanno un tasso di crescita più elevato rispetto ai pesci grandi. Ciò significa che i pesci piccoli sono in grado di aumentare di peso nello stesso periodo di tempo rispetto ai pesci grandi — cfr. figura 3.1.

I pesci piccoli convertono anche il mangime per pesci ad una velocità migliore rispetto ai pesci grandi - vedi figura 3.2. Crescere più velocemente e utilizzare i mangimi in modo più efficiente avranno ovviamente un'influenza positiva sui costi di produzione, poiché questi vengono ridotti se calcolati per chilo di pesce prodotto. Tuttavia, la produzione di piccoli pesci è solo un passo nell'intero processo di produzione fino al pesce commercializzabile. Naturalmente, non tutti i pesci prodotti nell'allevamento ittico possono essere pesci di piccole dimensioni e il potenziale di coltivazione di piccoli pesci è quindi limitato. Tuttavia, quando si discute che tipo di pesce produrre nei sistemi di ricircolo, la risposta, prima di tutto, sarà il pesce piccolo. Ha semplicemente senso investire denaro nella produzione di fritture, perché si ottiene di più dal vostro investimento quando si allevano piccoli pesci.

Il costo di raggiungere e mantenere la temperatura ottimale dell'acqua durante tutto l'anno in un impianto di ricircolo è denaro ben speso. Mantenere i pesci in condizioni ottimali di allevamento darà un tasso di crescita molto più elevato rispetto alle condizioni spesso non ottimali in natura. Inoltre, è importante notare che tutti i vantaggi di acqua pulita, livelli di ossigeno sufficienti, ecc. In un sistema di ricircolo hanno un effetto positivo sul tasso di sopravvivenza, sulla salute dei pesci, ecc., Che alla fine dà un prodotto di alta qualità.

_Figura 3.2 Tasso di conversione dei mangimi (FCR) della trota iridea in un sistema di ricircolo, correlato al peso del pesce a 15-18 gradi Celsius. _

Rispetto ad altri animali d'allevamento c'è una grande varietà di pesci e molte specie ittiche diverse sono allevate. In confronto, il mercato dei suini, dei bovini o dei polli non è diversificato allo stesso modo del pesce. Il consumatore non chiede diverse specie di suini, bovini o pollo, ma chiede solo tagli o dimensioni di tagli diversi. Ma quando si tratta di pesci, la scelta delle specie è ampia e il consumatore è abituato a scegliere tra una varietà di pesci diversi, una situazione che rende molte specie ittiche interessanti agli occhi di qualsiasi agricoltore. Nell'ultimo decennio sono state introdotte centinaia di specie acquatiche nell'acquacoltura e il tasso di addomesticamento delle specie acquatiche è circa cento volte più veloce di quello dell'addomesticamento di piante e animali a terra.

Considerando il volume mondiale di produzione di pesce d'allevamento, il quadro non è favorevole a una produzione multispecie. Dalla figura 3.3 si può notare che la carpa, di cui stiamo parlando solo di circa 5 sottospecie diverse, è di gran lunga la più dominante. Salmone e trota sono prossimi in fila, e questa è solo due specie. Il resto ammonta a una decina di specie. Bisogna quindi rendersi conto che, sebbene ci siano molte specie da coltivare, solo alcune di queste continuano a diventare veri successi su scala mondiale. Tuttavia, ciò non significa che tutte le nuove specie ittiche introdotte nell'acquacoltura siano fallimenti. Basta rendersi conto che il volume di produzione mondiale di nuove specie è limitato e che il successo e il fallimento della coltivazione di queste specie dipendono molto dalle condizioni del mercato. Produrre un piccolo volume di una specie ittica prestigiosa potrebbe essere redditizio in quanto recupera un prezzo elevato. Tuttavia, perché il mercato per le specie prestigiose

Figura 3.3 Distribuzione della produzione mondiale di pesce d'allevamento nel 2013. Fonte: FAO

è limitato, il prezzo potrebbe presto scendere se la produzione e quindi la disponibilità del prodotto aumenta. Può essere molto redditizio essere il primo e unico sul mercato con una nuova specie in acquacoltura. D'altra parte, è anche un'attività rischiosa con un elevato grado di incertezza sia nella produzione che nello sviluppo del mercato.

Quando si introducono nuove specie in acquacoltura, si deve anche ricordare che si tratta di specie selvatiche, che vengono catturate e sperimentate in acquacoltura. L'addomesticazione è più spesso un compito lungo e fastidioso. Ci sono molti impatti, che influenzeranno le prestazioni di crescita, come alta variazione genetica del tasso di crescita, tasso di conversazione alimentare, tasso di sopravvivenza e problemi di maturazione precoce e suscettibilità alle malattie. Quindi è molto probabile che le prestazioni dei pesci selvatici non corrispondano alle aspettative dell'acquacoltore. Inoltre, possono essere introdotti virus negli stock selvatici, alcuni dei quali compaiono solo dopo diversi anni di allevamento, con conseguente esperienza demoralizzante.

Dare raccomandazioni generali su quali specie coltivare nei sistemi di ricircolo non è un compito facile. Molti fattori influenzano il successo di un'attività di allevamento ittico. Ad esempio, i costi locali di costruzione, i costi e la stabilità della fornitura di energia elettrica, la disponibilità di personale qualificato, ecc Due questioni importanti però dovrebbero essere poste prima di discutere qualsiasi altra cosa: le specie ittiche in esame hanno la capacità di funzionare bene in un impianto di ricircolo; e in secondo luogo c'è un mercato per questa specie che prenderà un prezzo abbastanza alto e a volumi abbastanza grandi da rendere il progetto redditizio.

La prima domanda può essere risolta in modo relativamente semplice: visto da un punto di vista biologico, qualsiasi tipo di pesce allevato con successo nell'acquacoltura tradizionale può essere facilmente allevato al ricircolo. Come accennato, l'ambiente all'interno dell'allevamento ittico ricircolato può essere adattato alle esigenze esatte delle specie allevate. La tecnologia di ricircolo di per sé non costituisce un ostacolo ad alcuna nuova specie introdotta. Il pesce crescerà altrettanto bene, e spesso anche meglio, in un'unità di ricircolo. È più incerto se possa funzionare bene dal punto di vista economico, in quanto ciò dipende dalle condizioni di mercato, dagli investimenti e dai costi di produzione e dalla capacità della specie di crescere rapidamente. L'allevamento di pesci con tassi di crescita generalmente bassi, come le specie di acque fredde estreme, rende difficile produrre una produzione annuale che giustifichi gli investimenti effettuati nella struttura.

Il fatto che le condizioni di mercato siano favorevoli per una determinata specie allevata in un sistema di ricircolo dipende in larga misura dalla concorrenza di altri produttori. E questo non è limitato ai produttori locali; il commercio del pesce è un business globale e anche la concorrenza è globale. Le trote allevate in Polonia potrebbero dover competere con il pesce gatto del Vietnam o il salmone delle aziende agricole in Norvegia, poiché i pesci sono facilmente distribuiti in tutto il mondo a basso costo.

Si raccomanda sempre di utilizzare sistemi di ricircolo per produrre pesce costoso, perché un prezzo di vendita elevato lascia spazio a costi di produzione più elevati. Un buon esempio è rappresentato dal settore agricolo dell'anguilla, dove un prezzo di vendita elevato consente costi di produzione relativamente elevati. D'altra parte, c'è una forte tendenza a utilizzare sistemi di ricircolo anche per specie ittiche a prezzi più bassi come la trota o il salmone.

Il concetto di allevamento di trote danese a ricircolo è un buon esempio di sistemi di ricircolo che entrano in un segmento di prezzo relativamente basso, come la trota a porzione. Tuttavia, è necessario che tali sistemi di produzione siano enormi, operanti in volumi da 1 000 tonnellate in su, per essere competitivi. In futuro, forse in alcune zone la coltivazione di grossi salmoni passerà dall'allevamento di gabbie marine agli impianti di ricircolo terrestri per motivi ambientali. Anche un prodotto ittico estremamente basso prezzo come la tilapia probabilmente diventerà redditizio per crescere in qualche tipo di sistema di ricircolo come la lotta per l'acqua e lo spazio si intensificherà.

L'idoneità dell'allevamento di specie ittiche specifiche al ricircolo dipende da molti fattori diversi, come la redditività, le preoccupazioni ambientali, l'idoneità biologica. Nelle tabelle sottostanti le specie ittiche sono state raggruppate in categorie diverse a seconda della fattibilità commerciale di coltivarle in un sistema di ricircolo.

Va ricordato che per i piccoli pesci si raccomanda sempre l'uso del ricircolo, perché i piccoli pesci crescono più velocemente e sono quindi particolarmente adatti ad un ambiente controllato fino a quando non hanno raggiunto le dimensioni per la coltivazione.

Le buone prestazioni biologiche e le condizioni di mercato accettabili rendono i seguenti pesci interessanti per la produzione in acquacoltura a ricircolo:

I bassi prezzi di mercato rendono difficile la produzione dei seguenti pesci con un profitto nell'acquacoltura a ricircolo, e sono importanti i buoni sforzi di marketing e di vendita:

Molto difficile coltivare questi pesci su scala commerciale in acquacoltura a ricircolo o in acquacoltura in generale, perché è difficile da gestire biologicamente o/e a causa delle difficili condizioni di mercato:

*Fonte: Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura, 2015, Jacob Bregnballe, Guida all'acquacoltura di ricircolo, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Riprodotto con permesso. *
Pianificazione e realizzazione del progetto
Original publication 2015 · Pubblicato per la prima volta su FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations
L'idea di costruire un allevamento ittico di ricircolo si basa spesso su opinioni molto diverse su ciò che è importante e ciò che è interessante. Le persone tendono a concentrarsi su cose che già conoscono o cose che trovano più interessanti, e nel processo dimenticare altri aspetti del progetto.

Cinque questioni principali dovrebbero essere affrontate prima di avviare un progetto:
- Prezzi di vendita e mercato del pesce in questione
- Selezione del sito, comprese le licenze delle autorità
- Tecnologia di progettazione e produzione del sistema
- Forza lavoro tra cui un manager impegnato
- Finanziare il progetto completo fino ad un business in esecuzione.
Prezzi di vendita e mercato

La prima cosa è scoprire se il pesce può essere venduto a prezzi accettabili e in volumi sufficienti. È quindi importante effettuare un'adeguata indagine di mercato prima di adottare ulteriori misure. I prezzi del pesce nei negozi sono molto diversi dai prezzi che riceverete ex fattoria. Portare il pesce dall'azienda per esporre al supermercato è un processo lungo che prevede procedure di uccisione, sventramento, imballaggio e trasporto. I costi in questione possono essere significativi e i costi devono essere inclusi nei calcoli complessivi. Il supermercato e i cosiddetti intermediari prenderanno la loro parte del profitto, e la perdita di peso dovuta alla sventratura del pesce farà naturalmente una differenza significativa nel peso finale del pesce per cui si sta pagando.

Selezione del sito e licenze

La selezione di un buon sito è estremamente importante. Sebbene la tecnologia di ricircolo affermi di essere acqua, il bisogno di acqua nell'allevamento ittico è ovvio. Le acque sotterranee sono di gran lunga la fonte d'acqua più preferita, a causa della sua purezza e della sua temperatura relativamente fredda. L'acqua prelevata direttamente dai fiumi, dai laghi o dal mare non è raccomandata. Se si utilizza acqua di mare, è consigliabile costruire scarichi di sabbia o utilizzare acqua di trivellazione. La selezione del sito è anche direttamente collegata al carico di lavoro quando si chiede l'approvazione da parte delle autorità locali, regionali o nazionali per la costruzione di un allevamento ittico. Troppo spesso si sottovaluta per quanto tempo e quanto sia difficile ottenere un permesso per scaricare l'acqua da un allevamento ittico. Anche se l'acqua di scarico è stata trattata accuratamente e tutte le particelle rimosse, l'acqua di scarto nutriente è sempre fonte di preoccupazione per le autorità. Si consiglia di fare un pre-progetto, in modo che le autorità competenti possano essere contattate in tempo utile per ottenere i permessi per la costruzione, l'uso dell'acqua, lo scarico, ecc.

Design e tecnologia del sistema

Molti allevatori tendono a progettare e costruire da soli sistemi o soluzioni, che a prima vista è comprensibile in quanto si desidera mantenere bassi i costi e avere le proprie idee incorporate. La soluzione migliore è, tuttavia, rivolgersi a un fornitore di sistemi professionali e discutere le idee per la tecnologia in mente, e scoprire insieme la soluzione ottimale per la costruzione dell'azienda agricola. L'agricoltore dovrebbe dedicare il suo tempo ad operare e ottimizzare il funzionamento dell'allevamento ittico invece di essere coinvolto in soluzioni tecniche dettagliate e lavori di progettazione. I fornitori di sistemi lavorano spesso in modo molto sistematico portando il progetto a galla dalla progettazione di base alla costruzione e all'avvio finale della fattoria. Alcuni fornitori di sistemi supportano anche la gestione quotidiana delle aziende agricole e le procedure operative per garantire un corretto trasferimento e un successo a lungo termine.

Forza lavoro

Trovare dipendenti qualificati è fondamentale, in modo che la gestione della fattoria possa essere ben curata. È della massima importanza trovare un manager aziendale operativo globale, che sia pienamente impegnato nel lavoro, che voglia avere successo tanto quanto gli azionisti. I pesci sono creature viventi e richiedono una gestione rigorosa ogni giorno per crescere in un ambiente sano e sano. Errori o cattiva gestione avranno immediatamente un impatto enorme sulla produzione e sul benessere del pesce. Man mano che l'industria dell'acquacoltura cresce e diventa più professionale, diventa evidente la necessità di dipendenti ben istruiti. La formazione e l'istruzione stanno diventando sempre più una parte importante della moderna acquacoltura.

Figura 4.1 Flusso dall'idea del progetto al prodotto finale.

Finanziamento

Il fabbisogno di finanziamento del progetto completo è spesso seriamente sottovalutato. I costi di capitale sono molto elevati quando si costruisce e si avvia un nuovo allevamento ittico, e gli investitori sembrano dimenticare che la crescita del pesce in base alle dimensioni del mercato richiede pazienza. Il tempo che va dall'inizio della costruzione e dall'ottenimento del primo pay-back dal pesce venduto richiede tipicamente da uno a due anni. Il flusso di cassa è quindi lento all'inizio, e si raccomanda di immagazzinare più pesci nel sistema nella fase iniziale e di vendere questo numero in eccesso di pesci a dimensioni inferiori nel primo anno fino a quando la logistica di produzione non avrà raggiunto la produzione giornaliera prevista di volumi e dimensioni. Un altro aspetto importante è quello di includere tutti i costi nella stima del fabbisogno totale di investimenti e capitale circolante e di disporre di un pool di emergenza per malfunzionamenti o bisogni imprevisti. In un sistema di ricircolo la tecnologia e il funzionamento biologico sono interdipendenti. Ciò significa che se una qualsiasi delle soluzioni tecnologiche non è stata installata o è sottodimensionata o non funziona, il principio del ricircolo ne risentirà gravemente. Alla fine, ciò influirà sul benessere dei pesci e sui risultati di crescita, con conseguente scarsa qualità del pesce e una produzione inferiore a quella prevista.

Al fine di ottenere una panoramica sistematica dell'intero progetto, dovrebbe essere elaborato un piano aziendale. È al di là dello scopo di questa guida entrare nei dettagli su come scrivere un business plan o su come condurre un'indagine di mercato in materia. Informazioni dettagliate su tali argomenti devono essere ricercate altrove. Tuttavia, un progetto di business plan ed esempi di bilanci e calcoli finanziari sono forniti al fine di guidare il lettore e renderlo consapevole delle sfide poste dalla creazione di un progetto di allevamento ittico.
1. **Riepilogo esecutivo: **
Obiettivo, missione e chiavi del successo
1. **Riepilogo dell'azienda: **
Proprietà dell'azienda, partner
1. **Prodotti: **
Analisi dei prodotti
1. **Riepilogo analisi di mercato: **
Come è la segmentazione nel mercato?

Quale sarà il mercato di riferimento?

Di cosa ha bisogno il mercato? Concorrenti?
1. Riepilogo della strategia e dell'implementazione
Vantaggi competitivi

Strategia vendite Previsione vendite
1. Riepilogo gestione
Piano del personale e azienda

Organizzazione
1. Piano finanziario
Presupposizioni importanti Analisi di pareggio

Profitti e perdite previsti

Flusso di cassa e stato patrimoniale

_Figura 4.2 Elementi principali di un piano aziendale (modificato da Palo Alto Software Ltd.) . _

Un'introduzione per l'avvio di un business e esempi di business plan sono disponibili presso risorse come:

www.bplans.com

www.bplans.co.uk

E 'anche importante pianificare in dettaglio la produzione del pesce, e incorporare il piano con attenzione nei bilanci. Il piano di produzione è il documento di lavoro di base quando si tratta del successo o del fallimento della produzione.

Il piano di produzione dovrebbe essere rivisto regolarmente in quanto i pesci d'allevamento sono più spesso migliori o peggiori nella pratica di quanto previsto in teoria. L'elaborazione di un piano di produzione è fondamentalmente una questione di calcolo della crescita dello stock ittico, tipicamente da un mese all'altro. Sono disponibili diversi programmi software per il calcolo e la pianificazione della produzione. Essi sono tuttavia tutti basati sul calcolo dell'interesse utilizzando il tasso di crescita in percentuale al giorno del pesce in questione. Il tasso di crescita dipende dalle specie di pesci, dalle dimensioni dei pesci e dalla temperatura dell'acqua. Diverse specie di pesci hanno temperature di allevamento ottimali diverse a seconda del loro habitat naturale, e i pesci più piccoli hanno tassi di crescita più elevati rispetto ai pesci più grandi.

L'assunzione di mangimi e il tasso di conversione del mangime (FCR) del mangime sono naturalmente parte integrante di questi calcoli. Un modo semplice per avvicinarsi al piano di produzione è quello di ottenere un tavolo di alimentazione per il pesce in questione. Tali tabelle sono disponibili presso i produttori di mangimi e le tabelle tengono conto delle specie ittiche, delle dimensioni dei pesci e della temperatura dell'acqua (cfr. figura 4.3).

Dividendo il tasso di alimentazione per le FCR vi darà il tasso di crescita del pesce. L'aumento di peso da un giorno all'altro può essere calcolato utilizzando il calcolo degli interessi espressi da:

KN= K0 (1+r)n

dove «n» è il numero di giorni, «K0» è il peso del pesce al giorno 0, «Kn» è il peso del pesce al giorno «n» e «r» è il tasso di crescita. Un pesce di 100 grammi che cresce a 1.2% al giorno peserà in 28 giorni:

$K 28 ~~giorni~~ = K~~100~~ ~~gram~~ (1+0.012) ^28^ ^giorni^$

\ = 100 (1.012) ^28^ = 139,7 grammi

Qualunque sia la dimensione o il numero di pesci, questa equazione può essere utilizzata per calcolare la crescita dello stock ittico, fare un piano di produzione preciso e incorporare quando classificare e dividere il pesce in più vasche. Inoltre, va ricordato di sottrarre le perdite nella popolazione durante l'elaborazione del piano di produzione. Si consiglia di calcolare su base mensile e di utilizzare un fattore di mortalità di circa l'1% al mese a seconda dell'esperienza. Un mese non dovrebbe essere calcolato come 30 giorni interi, in quanto normalmente ci sono giorni in un mese in cui il pesce non viene alimentato a causa di procedure gestionali, motivo per cui nell'esempio precedente vengono utilizzati 28 giorni.

_Figura 4.3 Esempio di tasso di alimentazione raccomandato per diverse dimensioni di storione, dato in percentuale del peso del pesce a temperature diverse dell'acqua. L'alimentazione deve essere adattata alla strategia di produzione e alle condizioni di allevamento, allo stesso modo alla scelta del tipo di mangime. L'alimentazione in base al livello raccomandato darà le migliori FCR, risparmiando così i costi dei mangimi e riducendo l'escrezione. Spingere il tasso di alimentazione a un livello più elevato migliorerà la crescita a scapito di una maggiore FCR. Fonte: BioMar. _

Per riassumere i budget richiesti nel piano aziendale, questi includono:
- Bilancio degli investimenti (CAPEX)
(spese in conto capitale, costi complessivi di capitale)
- Bilancio spese operative (OPEX)
(spese operative, gestione dell'attività)
- Budget di cassa
(liquidità, attività operativa)

_Figura 4.4 Esempio di budget di investimento per un sistema interno a ricircolo completo con cifre stimate in percentuale. Il costo di distribuzione varia a seconda del tipo di sistema, delle specie ittiche e della posizione. _

Si consiglia sempre di consultare un contabile professionista per fare budget accurati al fine di tenere conto di tutte le spese. Un budget ben documentato è necessario anche per convincere gli investitori, ottenere un prestito bancario e per avvicinarsi agli istituti di finanziamento.

Il budget di investimento dipende fortemente dalla costruzione dell'impianto di ricircolo, che dipende ancora una volta dal paese e dalle condizioni locali nell'area di costruzione. Un esempio di budget di investimento con cifre stimate in percentuale è mostrato nella figura 4.4. Acquisto di terreni non è incluso.

I costi di costruzione dipendono non solo dai costi di costruzione locali, ma anche dalle specie ittiche e dalle dimensioni dell'azienda. I costi dipendono inoltre in larga misura dal fatto che il sistema di allevamento riproduca tutte le fasi del pesce o solo dalla fase di crescita e dal fatto che il sistema debba essere installato all'interno di un edificio o meno. Tali decisioni dipendono dal clima, specie ittiche, scopo della produzione, ecc C'è una chiara tendenza che più alto è il tasso di ricircolo, maggiore è la necessità di installare il sistema all'interno di un edificio.

_Figura 4.5 Esempio di distribuzione dei costi di una grande azienda agricola per trote di dimensioni proporzionali (2 000 tonnellate/anno) che raccolgono i piccoli e li portano a 300-500 grammi. Il costo totale di produzione per chilo di pesce vivo prodotto è inferiore a 2 EUR/kg. Il costo totale di investimento per un sistema di ricircolo completo è di circa 4 EUR/kg di produzione (totale 8 milioni). EUR) . _

In generale, il costo totale dell'investimento, tutto compreso, raggiungerà 12-14 euro al kg prodotto per impianti interni di 100 tonnellate all'anno con tutti gli impianti come incubatoio, svezzamento, frittura e crescita. Maggiore è la dimensione di raccolta del pesce allevato, maggiore è il costo dell'investimento, perché la coltivazione di pesci più grandi richiede più spazio di sistema e serbatoio per produrre lo stesso tonnellaggio rispetto ai pesci più piccoli. Così anche i sistemi per la produzione di pesci di grandi dimensioni, come il salmone di 4-5 kg, raggiungeranno 12-14 EUR per kg prodotto all'anno. Nell'altra estremità della scala, i sistemi di ricircolo esterno meno avanzati utilizzati solo per la coltivazione finale di pesci di piccole dimensioni, come la trota taglia, costeranno circa 4-5 EUR per kg prodotti all'anno se progettati per 1 000 tonnellate o più.

Per quanto riguarda l'acquisto di terreni, l'impronta di un impianto di ricircolo dipende anche dalle specie ittiche e dall'intensità della produzione. In generale, l'impronta di un impianto di ricircolo è di circa 1 000 m^2 per 100 tonnellate di pesce. Più grande è la produzione totale, minore è la superficie necessaria per 100 tonnellate prodotte, perché i serbatoi sono più grandi e possono essere costruiti più in profondità. Un grande allevamento ittico di 1 000 tonnellate richiederà quindi solo 7 000milionidi tonnellate. Più terreni saranno spesso necessari per i lavori circostanti come l'assunzione di acqua, il trattamento dello scarico dell'acqua, il carico del pesce, le strade, ecc.

Dalla figura 4.5 è interessante notare che il consumo di energia è solo il 7% dei costi. L'attenzione sul consumo di energia elettrica è ovviamente importante, tuttavia, non è affatto il costo dominante. In realtà ciò equivale a molte aziende agricole tradizionali dove l'uso di ruote a pale, pompe di ritorno, coni di ossigeno e altri impianti utilizzano una notevole quantità di energia.

Il costo dei mangimi è di gran lunga il costo più dominante, il che significa anche che la buona gestione è il fattore più importante. Il miglioramento delle FCR avrà un impatto significativo sull'efficienza della produzione.

Come in altri settori di produzione alimentare, maggiore è l'unità di produzione, minore è il costo di produzione per unità prodotta. Lo stesso vale per l'allevamento ittico. Tuttavia, sembra che rendere sistemi di produzione molto più grandi di 2 000 tonnellate all'anno non comporti una significativa riduzione dei costi di investimento. Aumentare la strada da poche centinaia di tonnellate all'anno a mille comporta però notevoli riduzioni dei costi, sia per quanto riguarda gli investimenti che i costi di gestione. Il vantaggio di aumentare le dimensioni dell'azienda dipende in larga misura da quali specie vengono allevate e occorre considerare attentamente il modo di espandere la produzione.

L'appendice ha una lista di controllo di questioni biologiche e tecniche che possono influenzare l'implementazione di un sistema di ricircolo. Questa check-list è più adatta per identificare dettagli e possibili ostacoli quando il progetto sta per essere realizzato.

*Fonte: Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura, 2015, Jacob Bregnballe, Guida all'acquacoltura di ricircolo, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Riprodotto con permesso. *
Esecuzione di un sistema di ricircolo
Original publication 2015 · Pubblicato per la prima volta su FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations
_Figura 5.1 La qualità e il flusso dell'acqua nei filtri e nelle vasche di pesci devono essere esaminati visivamente e frequentemente. L'acqua viene distribuita sulla piastra superiore di un filtro di gocciolamento tradizionale (degasser) e distribuita uniformemente attraverso i fori della piastra verso il basso attraverso il mezzo filtrante. _

Il passaggio dall'allevamento ittico tradizionale al ricircolo cambia in modo significativo la routine quotidiana e le competenze necessarie per la gestione dell'azienda. L'agricoltore è ora diventato un gestore di pesce e acqua. Il compito di gestire l'acqua e mantenere la sua qualità è diventato altrettanto importante, se non di più, del lavoro di cura del pesce. Il modello tradizionale di fare il lavoro quotidiano in una fattoria tradizionale a flusso continuo si è trasformato in messa a punto di una macchina che funziona costantemente 24 ore al giorno. La sorveglianza automatica dell'intero sistema assicura che l'agricoltore abbia sempre accesso alle informazioni sull'azienda e un sistema di allarme chiamerà in caso di emergenza.

Routine e procedure

Di seguito sono elencate le routine e le procedure di lavoro più importanti. Molti altri dettagli si verificheranno nella pratica, ma il modello generale dovrebbe essere chiaro. È essenziale fare una lista con tutte le routine da controllare ogni giorno, e anche elenchi per il controllo a intervalli più lunghi.

Giornaliero o settimanale:
- Esaminare visivamente il comportamento del pesce
- Esaminare visivamente la qualità dell'acqua (trasparenza/torbidità)
- Controllo dell'idrodinamica (flusso) nei serbatoi
- Controllare la distribuzione dei mangimi dalle macchine di alimentazione
- Rimuovere e registrare i pesci morti
- Uscita a filo dai serbatoi se munita di tubi di appoggio
- Pulire la membrana delle sonde di ossigeno
- Registrazione della concentrazione effettiva di ossigeno nei serbatoi
- Controllare il livello dell'acqua nei pozzetti della pompa
- Controllare l'irrorazione degli ugelli sui filtri meccanici
- Registrazione della temperatura
- Effettuare test di ammoniaca, nitriti, nitrati, pH
- Registrazione del volume di acqua nuova utilizzata
- Controllare la pressione nei coni di ossigeno
- Controllare NaOH o calce per la regolazione del pH
- Controlla che le luci UV funzionino
- Registrare l'energia elettrica (kWh) utilizzata
- Leggi le informazioni dei colleghi sulla bacheca
- Assicurarsi che il sistema di allarme sia acceso prima di lasciare la fattoria.
Settimanale o mensile:
- Pulire i biofiltri secondo il manuale
- Scarichi l'acqua di condensa dal compressore
- Controllare il livello dell'acqua nel serbatoio tampone
- Controllare la quantità di O2 rimanente nel serbatoio di ossigeno
- Calibrazione del pH-metro
- Calibrazione degli alimentatori
- Calibrare sonde O2 in vasche e sistema
- Controllare gli allarmi — effettuare test di allarme
- Controllare che l'ossigeno di emergenza funzioni in tutti i serbatoi
- Controllare tutte le pompe e i motori per eventuali guasti o dissonanze
- Controllare i generatori e fare un test-start
- Controllare che i ventilatori per i filtri di sfioramento siano in funzione
- Ingrassare i cuscinetti dei filtri meccanici
- Risciacquare gli ugelli della barra spray sui filtri meccanici
- Cercare «acqua morta» nel sistema e prendere precauzioni • Controllare i pozzetti del filtro - non devono essere osservati fanghi.
_Figura 5.2 Generatore di ossigeno. Il controllo e il servizio di impianti speciali devono essere curati. _

6-12 mesi:
- Pulire lo sterilizzatore UV, cambiare le lampade ogni anno
- Cambio filtri olio e olio e filtro aria sul compressore
- Controllare se le torri di raffreddamento sono pulite all'interno
- Controllare se il degasser è sporco e pulito se necessario
- Pulire accuratamente il biofiltro se necessario
- Manutenzione delle sonde di ossigeno
- Sostituzione degli ugelli della barra di spruzzatura nei filtri meccanici
- Sostituzione piastre filtro nei filtri meccanici.
Qualità dell'acqua

La gestione del sistema di ricircolo richiede una registrazione continua e una regolazione per raggiungere un ambiente perfetto per il pesce coltivato. Per ciascun parametro in questione vi sono alcuni margini per ciò che è biologicamente accettabile. Durante tutto il ciclo di produzione ogni sezione dell'azienda deve essere, se possibile, chiuso e riavviato per una nuova partita di pesce. I cambiamenti nella produzione influenzano il sistema nel suo complesso, ma soprattutto il biofiltro è sensibile alla secchezza o ad altre alterazioni. Nella figura 5.3 si può osservare l'effetto sulla concentrazione di composti azotati che lasciano un biofiltro appena avviato. Le fluttuazioni si verificano per molti altri parametri di cui il più importante può essere visto nella figura 5.4. In alcune situazioni i parametri possono raggiungere livelli sfavorevoli o addirittura tossici per i pesci. Tuttavia, è impossibile fornire dati esatti su questi livelli come la tossicità

_Figura 5.3 Fluttuazioni della concentrazione di diversi composti azotati dall'avviamento di un biofiltro. _

Una guida al ricircolo dell'acquacoltura

dipende da cose diverse, come specie ittiche, temperatura e pH. Il pesce si adatta molto spesso alle condizioni ambientali del sistema e tollera quindi livelli più elevati di determinati parametri, come l'anidride carbonica, i nitrati o i nitriti. Il più importante è evitare improvvisi cambiamenti nei parametri fisici e chimici dell'acqua.

La tossicità del picco di nitrito può essere eliminata aggiungendo sale al sistema. Una concentrazione di sale nell'acqua di appena 0,3 o/oo (ppm) è sufficiente per inibire la tossicità del nitrito. I livelli suggeriti per i diversi parametri fisici e chimici della qualità dell'acqua in un sistema di ricircolo sono mostrati nella figura 5.4.

| Parametro | Formula | Unità | Normale | Livello sfavorevole | |: —: | — | — | — | — | | Temperatura | | | °C | A seconda della specie | | | Ossigeno | O2 |% | 70-100 | < 40 and > 250 | | Azoto | N2 |% saturazione | 80-100 | > 101 | | Anidride carbonica | CO2 | mg/L | 10-15 | > 15 | | Ammonio | NH4^+^ | mg/L | 0-2,5 (influenza del pH) | > 2,5 | | Ammoniaca | NH3 | mg/L | < 0.01 (pH influence) | > 0,025 | | Nitriti | NO2^-^ | mg/L | 0-0,5 | > 0,5 | | Nitrati | NO3^-^ | mg/L | 100-200 | >300 | | pH | | | 6,5-7,5 | < 6.2 and > 8,0 | | Alcalinità | | mmol/L | 1-5 | < 1 | | Fosforo | PO4^3-^ | mg/L | 1-20 | | | Solidi sospesi | SS | mg/L | 25 | > 100 | | COD | COD | mg/L | 25-100 | | | BOD | BOD | mg/L | 5-20 | > 20 | | Humus | | | 98-100 | | | Calcio | Ca^++^ | mg/L | 5-50 | |

_Figura 5.4 Livelli preferibili per diversi parametri fisici e chimici di qualità dell'acqua in un sistema di ricircolo. _

Manutenzione dei biofiltri

Il biofiltro deve funzionare sempre in condizioni ottimali al fine di garantire una qualità dell'acqua elevata e stabile nel sistema. Di seguito è riportato un esempio di procedure per la manutenzione del biofiltro.

_Figura 5.5 Principio disegno del biofiltro in plastica polietilene (PE). Normalmente i biofiltri PE sono posti sopra il livello del suolo dotati di una valvola di scarico fanghi per facilitare il lavaggio e la pulizia. L'acqua dei fanghi viene portata al sistema di trattamento delle acque reflue al di fuori del sistema di ricircolo dell'acquacoltura. L'immagine a destra rivela le dimensioni di un grande biofiltro PE. Fonte: gruppo AKVA. _

La manutenzione dei biofiltri comprende:
- Spazzolare la piastra superiore ogni due settimane per evitare lo sviluppo di batteri e alghe e bloccare i fori nella piastra superiore perforata
- Spazzolare e pulire gli utilizzatori di microbolle nel tubo dell'acqua di processo dall'ultima camera di biofiltro al filtro microparticelle ogni seconda settimana
- Programma regolare di monitoraggio e pulizia
_Figura 5.6 Il modello di flusso nel biofiltro PE multicamera mostrato va da sinistra a destra e a monte in ogni camera. La maggior parte del materiale organico viene rimossa dai batteri eterotrofici nella prima camera. Il conseguente basso carico organico in queste ultime camere assicura un sottile biofilm nitrificante per convertire l'ammoniaca in nitrato. L'ultima camera è chiamata filtro a microparticelle ed è progettata per la rimozione di particelle molto fini che non sono state rimosse dal filtro meccanico. Fonte: gruppo AKVA. _

I seguenti parametri dovrebbero essere controllati regolarmente:
- Controllare la distribuzione delle bolle d'aria in ciascuna delle camere del biofiltro. Nel corso del tempo il biofiltro accumulerà materia organica, che influirà sulla distribuzione delle bolle d'aria e aumenterà la dimensione delle bolle
- Controllare l'altezza tra il livello della superficie dell'acqua nel biofiltro e il bordo superiore della parete del cilindro in PE per identificare le variazioni di flusso attraverso il biofiltro e il filtro a microparticelle
- Misurare regolarmente i parametri di qualità dell'acqua che hanno maggiore rilevanza per il biofiltro
- Monitorare attentamente il volume rimanente di base o acido utilizzato per il dosaggio.
Pulizia e lavaggio per la rimozione dei fanghi nel biofiltro

Al di sotto del biofiltro si può accumulare un mix di materiale inorganico, biofilm dislocati e altre sostanze organiche difficili da scomporre dai microrganismi. Questo deve essere rimosso dal sistema di rimozione dei fanghi posto nelle camere.

Per scarico scarico fanghi seguire il seguente protocollo:
- Bypassare il biofiltro PE che deve essere pulito
- Aprire la valvola di scarico per alcuni secondi (circa 10 sec.)
- Se è installata una pompa per fanghi: pompare il fango dal biofiltro PE e verificare la presenza di una colorazione marrone nell'acqua
- Continuare questa procedura per tutti i biofiltri e i filtri a microparticelle (e spegnere i fanghi al termine). Assicurarsi che non vi sia alcun sifonamento dalle camere del biofiltro attraverso la pompa dei fanghi. Se c'è la possibilità di perdere acqua in questo modo, chiudere tutte le valvole di scarico di uscita.
Pulizia semplice del biofiltro usando l'aria

Due volte alla settimana si consiglia di applicare un semplice protocollo di pulizia. In questa procedura i biofiltri PE vengono puliti dall'aria.

Per un semplice biofiltro pulito seguire il protocollo qui sotto:
- Non modificare il flusso al biofiltro
- Aprire le valvole di depurazione dell'aria sul primo biofiltro in PE
- Verificare che il ventilatore di pulizia sia pronto per il funzionamento. Accendere questo ventilatore
- Diriggere tutta l'aria di pulizia al biofiltro 1 per 10-15 minuti. Il flusso di acqua di processo attraverso il biofiltro trasferirà i materiali organici allentati nella camera seguente
- Dirigere tutta l'aria di pulizia al biofiltro PE successivo per 10-15 minuti. Continuare la procedura fino all'ultimo biofiltro. Escludere il filtro a microparticelle
- Tutto il materiale organico allentato trova la sua strada verso il filtro a microparticelle.
Pulizia del filtro microparticellare

La regolarità della pulizia del filtro a microparticelle dipende dal carico sul sistema. Come linea guida si consiglia di pulire il filtro a microparticelle ogni settimana.

Per una semplice pulizia del filtro a microparticelle seguire il seguente protocollo:
- Fermare il flusso attraverso i biofiltri PE
- Ridurre il livello dell'acqua a 100 mm sotto la piastra superiore del filtro a microparticelle utilizzando la valvola di scarico fanghi (utilizzare la pompa fanghi se disponibile)
- Chiudere le valvole di pulizia dell'aria su tutte le camere di biofiltro in PE. Aprire la valvola di pulizia dell'aria della camera del filtro a microparticelle
- Verificare con l'ingegnere che la ventola di pulizia sia pronta per il funzionamento. Spegni questo ventilatore
- Diriggere tutta l'aria di pulizia al filtro a microparticelle per 30 minuti. Questo volume d'aria aumenta il livello dell'acqua vicino alle cassette di scarico. L'acqua sporca non dovrebbe essere permesso di uscire dalla scatola di scarico
- A seguito dello scarico di pulizia l'intero volume del filtro microparticellare utilizzando il protocollo descritto per lo scarico di scarico dei fanghi.
Pulizia profonda del biofiltro

Se la differenza di testa tra le camere del biofiltro e/o delle microparticelle è in aumento e la differenza di testa normale non può essere ripristinata con la normale pulizia, è necessaria una procedura di pulizia profonda del biofiltro. Utilizzare misurazioni regolari in ciascuna camera di biofiltro, tra la parte superiore del livello dell'acqua e il bordo superiore del cilindro in PE per identificare i problemi di flusso attraverso il biofiltro e il filtro a microparticelle.

Prima di completare un risciacquo profondo, spegnere l'aerazione nella camera data per due ore prima di completare la pulizia. La camera data agirà quindi come un filtro a microparticelle per questo breve periodo di raccolta di rifiuti aggiuntivi che devono essere scaricati durante il processo di pulizia. Come linea guida si raccomanda che tutte le aree dei biofiltri vengano pulite in profondità ogni mese.

Per la pulizia profonda del filtro biofiltro seguire il seguente protocollo:
- Fermare il flusso attraverso i biofiltri PE
- Utilizzare un'aerazione pesante per 30 minuti nei filtri da pulire. Quindi svuotare completamente il filtro o i filtri specificati utilizzando il protocollo descritto per lo scarico di rimozione dei fanghi.
Pulizia dell'idrossido di sodio (NaOH)

Se viene identificato un blocco grave nel sistema di biofiltro, completare una pulizia con idrossido di sodio. Il blocco grave può essere identificato da problemi continui con differenza di testa tra le camere, segni di aerazione irregolare nella parte superiore della camera e/o riduzione delle prestazioni del biofiltro.

Per una pulizia con idrossido di sodio seguire il seguente protocollo:
- Svuotare la sezione filtro
- Ricarica con acqua dolce e una soluzione di idrossido di sodio (NaOH, regolata al pH 12)
- Lasciare agire per un'ora con aerazione e quindi svuotare nuovamente il filtro utilizzando il protocollo descritto per lo scarico dei fanghi.
Questo trattamento deve essere necessario solo se il biofiltro non ha ricevuto regolarmente manutenzione. Ci vorranno diversi giorni (circa 10-15 giorni) fino a quando la camera pulita con idrossido di sodio non sarà tornata a pieno regime.

Problemi di risoluzione dei problemi del biofiltro:

Figura 5.7 Tabella dei problemi con motivi e possibili soluzioni.

Precauzioni

L'acqua che è sotto aerazione ha una densità inferiore rispetto all'acqua normale rendendo impossibile il nuoto!

Un operatore dovrebbe camminare solo sulle piastre superiori del biofiltro indossando un'imbracatura di sicurezza! Le calzature corrette devono essere indossate, e la cura deve essere presa sulla superficie estremamente scivolosa!

Seguire tutte le istruzioni relative alle procedure di sicurezza per l'uso di utensili, prodotti chimici, macchine o qualsiasi altro!

Controllo dell'ossigeno

L'ossigeno disciolto (DO) è uno dei parametri più importanti nell'allevamento ittico, ed è importante comprendere il rapporto tra percentuale di saturazione e mg/l. Quando l'acqua è satura d'aria ha un DO di saturazione del 100%. Un corretto monitoraggio dei livelli di ossigeno nell'azienda è fondamentale per le prestazioni complessive dei pesci.

Il contenuto di ossigeno in milligrammi di ossigeno per litro di acqua dipende dalla temperatura e dalla pressione barometrica. Ad una pressione barometrica di 1 013 mbar la saturazione del 100% equivale a 14,6 mg/l a 0°C, ma solo 6,4 mg/l a 40°C. Ciò significa che nell'acqua fredda è disponibile molto più ossigeno per il pesce che nell'acqua calda. Pertanto, l'allevamento di pesci in acqua calda richiede un monitoraggio e un controllo dell'ossigeno ancora più intensi rispetto all'allevamento in acqua fredda.

_Figura 5.8: Concentrazione in mg/l alla saturazione del 100% dell'ossigeno disciolto (DO) in acqua dolce. La concentrazione è più alta in acqua fredda che in acqua calda. _

_Figura 5.9 Ossigeno disciolto in acqua dolce in mg/l con saturazione di ossigeno al 100%. _

C'è anche una differenza della disponibilità di ossigeno disciolto in acqua dolce rispetto all'acqua salata. Nell'acqua dolce la disponibilità di ossigeno è superiore a quella dell'acqua salata (cfr. figure 5.9 e 5.10).

_Figura 5.10 Ossigeno disciolto in acqua salata in mg/l con saturazione di ossigeno al 100%. _

Le moderne attrezzature sono dotate di sensori per la temperatura e la pressione barometrica per fornire valori corretti in ogni momento. Se si misura l'ossigeno in acqua salata, è sufficiente scrivere il livello di salinità nel menu del misuratore di ossigeno e il misuratore si regolerà automaticamente di conseguenza.

Ciò significa che la calibrazione di un misuratore di ossigeno a mano è abbastanza semplice.

Accendi la Polaris. Dovrebbe mostrare il 100,5%. Piccole variazioni da questo possono essere dovute a variazioni di umidità o alla concentrazione effettiva di ossigeno dell'aria. Se è necessaria la calibrazione e pulire la membrana non aiuta a selezionare «Calibra» e premere «OK» per avviare. Lo stato di avanzamento viene visualizzato sul display. Quando viene visualizzata la voce «Calibration done» premere «OK». Se la calibrazione è bloccata e viene visualizzato un messaggio di errore, è possibile scegliere la precisione di calibrazione «Campo» o forzare una calibrazione tenendo premuto «OK» quando viene visualizzato «Calibra — Attendi». Il risultato non sarà necessariamente preciso — «Calibra»

_Figura 5.11 Pratico misuratore di ossigeno Polaris per misurare il contenuto di ossigeno dell'acqua in mg/l e% saturazione. _

_Fonte: Oxyguard International. _

lampeggerà sul display quando si effettuano le misurazioni. Ri-calibrare in condizioni più stabili quando possibile.

Impostare la salinità utilizzando i pulsanti freccia, «OK» e «Esc» per impostare la salinità a quella dell'acqua misurata. Quindi entrambe le misurazioni mg/l e% sat sono corrette.

Per misurare, accendere Polaris e immergere la sonda nell'acqua. In acqua ferma spostare la sonda, 5-10 cm/sec è sufficiente. Dopo l'uso sciacquare la sonda in acqua pulita e asciugare il misuratore se è bagnato. Se si verifica un errore, sul display lampeggeranno «Errore», «Avviso» o «Calibra». Maggiori informazioni sono mostrate nell'elenco stato — vedere «Elenco stato».

Polaris bloccherà la calibrazione se le condizioni non sono adatte. Verrà visualizzato un messaggio di errore. La modifica o la bassa temperatura possono, ad esempio, rendere difficile la taratura all'aperto. La sensibilità del controllo automatico può essere modificata — vedere «Precisione di calibrazione».

Misurazioni accurate richiedono una calibrazione accurata, che a sua volta richiede condizioni stabili. Polaris controlla e consente la taratura solo se le condizioni sono stabili.

La sensibilità di questo controllo può essere modificata — vedere «Precisione di calibrazione».

Quando non in uso, conservare Polaris nella sua custodia in un luogo in cui la temperatura è moderata e stabile. Sarà quindi facile controllare la taratura e, se necessario, ricalibrare con la sonda nella custodia nello stesso punto prima di prendere Polaris in uso.

Si noti che se «Renovate Probe» lampeggia sul display, la sonda deve essere rinnovata.

Istruzione e formazione

La gestione dell'allevamento ittico è altrettanto importante quanto l'installazione della giusta tecnologia. Senza persone adeguatamente istruite e addestrate l'efficienza dell'azienda non diventerà mai soddisfacente. L'allevamento ittico in generale richiede una vasta gamma di competenze, dalla gestione delle covate e degli incubatori, allo svezzamento e all'allattamento delle larve di pesci, alla produzione di fritture e filettatura fino alla crescita di pesci di dimensioni di mercato.

La formazione e l'istruzione sono disponibili in molte forme, dai corsi pratici agli studi accademici presso le università. Una combinazione di teoria e pratica è la combinazione migliore per ottenere una comprensione completa di come gestire un sistema di acquacoltura a ricircolo.

Di seguito è riportato un elenco delle aree che dovrebbero essere considerate quando si costruisce un programma educativo.

chimica dell'acqua di base

Comprendere i parametri chimici e fisici fondamentali dell'acqua importanti per l'attività agricola, come ammonio, ammoniaca, nitrito, nitrato, pH, alcalinità, fosforo, ferro, ossigeno, anidride carbonica e salinità.

Tecnologia di sistema e gestione in generale

Comprendere diversi progetti di sistema, flussi d'acqua primari e secondari. Pianificazione della produzione, regimi di alimentazione, tasso di conversione dei mangimi, relazioni specifiche sul tasso di crescita, registrazione e calcolo delle dimensioni dei pesci, numeri e biomassa.

Conoscenza degli impianti di emergenza e delle procedure di emergenza.

Materiali di consumo

Comprendere le composizioni dei mangimi per pesci, i calcoli e la distribuzione dell'alimentazione, i livelli e le fonti di consumo di acqua, i consumi di elettricità e ossigeno, gli aggiustamenti del pH mediante l'uso di idrossido di sodio e calce.

Lettura dei parametri e calibrazione

Comprendere le letture da sensori di ossigeno, anidride carbonica, pH, temperatura, salinità, pressione, ecc Capacità di testare e calcolare i livelli di ammoniaca, nitrito, nitrato, TAN e comprendere il ciclo di azoto. Calibrazione di dispositivi per la misurazione di ossigeno, pH, temperatura, anidride carbonica, salinità, flusso d'acqua, ecc PLC e PC impostazioni per allarmi, livelli di emergenza, ecc.

Macchinari e impianti tecnici

Comprendere la meccanica e la manutenzione necessaria per il sistema, come per esempio per il filtro meccanico, il sistema biofiltrante compreso letto fisso e letto mobile, degassers, filtri di gocciolamento e filtri di denitrificazione. Conoscenza operativa di sistemi UV, pompe, compressori, controllo della temperatura, riscaldamento, raffreddamento, ventilazione, sistemi di iniezione di ossigeno, sistemi di ossigeno di emergenza, generatori di ossigeno e sistemi di backup dell'ossigeno, sistemi di regolazione del pH, sistemi di convertitore di frequenza delle pompe, sistemi di generatori elettrici, sistemi PLC e PC, sistemi di alimentazione automatici.

Conoscenze operative

Conoscenze pratiche derivanti dal lavoro in un allevamento ittico, compresa la manipolazione di riproduttori, uova, larve di pesce, fritture e spingiolamento e la coltivazione di pesci più grandi per il mercato. Esperienza pratica nella manipolazione dei pesci, classificazione, vaccinazione, conteggio e pesatura, manipolazione della mortalità, pianificazione della produzione e altro lavoro quotidiano a livello di azienda agricola. Comprendere l'importanza delle precauzioni di biosicurezza, dell'igiene, del benessere dei pesci, delle malattie dei pesci e del trattamento corretto.

Supporto per la gestione

Quando si avvia un sistema di ricircolo ci sono molte cose da fare e può essere difficile dare priorità e concentrarsi sugli elementi giusti. Avere il sistema in funzione al livello ottimale e a piena produzione è spesso estremamente impegnativo.

La supervisione o il supporto alla gestione della produzione giornaliera condotta da un pescatore esperto può essere un modo per superare la fase iniziale ed evitare cattiva gestione. Anche l'istruzione e la formazione continua sul posto del personale dell'azienda agricola possono essere parte del supporto.

L'agricoltore dovrebbe costruire un team di personale qualificato per gestire l'allevamento ittico 24 ore al giorno 7 giorni alla settimana. I membri del team lavoreranno spesso a turni per tenere conto della guardia notturna e lavorare nei fine settimana e nei giorni festivi.

Il personale del team dovrebbe consistere in:
- Un manager con responsabilità generale per la gestione pratica quotidiana nell'allevamento ittico
- Assistenti riferiti al gestore incaricato del lavoro pratico in azienda con particolare attenzione alla zootecnia del pesce
- Uno o più tecnici incaricati della manutenzione e della riparazione degli impianti tecnici
- Altri lavoratori per lavori vari dovranno più spesso essere assunti.
È importante assicurarsi che la squadra abbia effettivamente il tempo a disposizione per sottoporsi a formazione in loco al fine di ottimizzare le proprie competenze. Molto spesso la formazione viene trascurata perché il lavoro quotidiano ha una priorità più alta e sembra che non ci sia tempo per l'apprendimento. Questo non è tuttavia il modo giusto per costruire un nuovo business. Qualsiasi possibilità di aumentare la conoscenza e lavorare in modo più efficiente e professionale dovrebbe avere la massima priorità.

Assistenza e riparazione

Per il sistema di ricircolo dovrebbe essere realizzato un programma di manutenzione e manutenzione per garantire che tutte le parti funzionino in ogni momento. All'inizio di questo capitolo sono state elencate le routine e si dovrebbe prestare attenzione a come risolvere eventuali malfunzionamenti. Si raccomanda di stipulare accordi di assistenza con fornitori di attrezzature diverse per avere un servizio professionale a portata di mano e a intervalli regolari.

È inoltre importante garantire consegne efficienti di parti di ricambio insieme ai regimi di servizio. Un pacchetto completo di pezzi di ricambio per gli articoli più importanti insieme a macchinari per la ridondanza come pompe dell'acqua e soffianti deve essere conservato in azienda per un uso immediato.

*Fonte: Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura, 2015, Jacob Bregnballe, Guida all'acquacoltura di ricircolo, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Riprodotto con permesso. *
Trattamento acque reflue
Original publication 2015 · Pubblicato per la prima volta su FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations
L'allevamento di pesci in un sistema di ricircolo in cui l'acqua viene costantemente riutilizzata non fa scomparire i rifiuti provenienti dalla produzione ittica. Lo sporco o le escrezioni dai pesci devono ancora finire da qualche parte.

_Figura 6.1 Escrezione di azoto (N) e fosforo (P) dai pesci d'allevamento. Notare la quantità di N escreta come materia disciolta. Fonte: Biomar e l'Agenzia per la protezione dell'ambiente, Danimarca. _

I processi biologici all'interno del RAS ridurranno in scala ridotta la quantità di composti organici, a causa della semplice degradazione biologica o mineralizzazione all'interno del sistema. Tuttavia, un carico significativo di fanghi organici provenienti dalla RAS dovrà ancora essere affrontato.

_Figura 6.2 Schizzo dei flussi da e verso un sistema di acquacoltura a ricircolo. _

La maggior parte dei RAS avrà un trabocco di acqua di processo per bilanciare l'acqua che entra e esce dal sistema. Questa acqua è la stessa acqua in cui i pesci stanno nuotando, e come tale non è un inquinante a meno che la quantità di acqua scaricata dal troppopieno non sia eccessiva e lo scarico annuale attraverso questo punto aumenta. Più intenso è il tasso di ricircolo, meno acqua verrà scaricata attraverso il troppopieno.

Le acque reflue che lasciano il processo di ricircolo provengono tipicamente dal filtro meccanico, dove le feci e altre sostanze organiche sono separate nell'uscita dei fanghi del filtro. I biofiltri di pulizia e lavaggio aumentano anche il volume totale delle acque reflue derivanti dal ciclo di ricircolo.

Il trattamento delle acque reflue che lasciano il RAS può essere effettuato in modi diversi. Molto spesso viene installato un serbatoio tampone prima del sistema di trattamento dei fanghi in cui i fanghi sono separati dall'acqua di scarico. I fanghi andranno in un impianto di accumulo per sedimentazione o ulteriore disidratazione meccanica, prima che si diffonda sul terreno, tipicamente come fertilizzante e miglioramento del suolo nelle aziende agricole, oppure possono essere utilizzati nella produzione di biogas per la generazione di calore o elettricità. La disidratazione meccanica rende i fanghi più facili da maneggiare e riduce al minimo il volume in cui lo smaltimento o le eventuali tariffe diventano più economiche.

_Figura 6.3 Le vie dei fanghi e dell'acqua all'interno e all'esterno di un sistema di ricircolo. Maggiore è la velocità di ricircolo, minore è la quantità di acqua rilasciata dal sistema (linea dott ed), e minore è la quantità di acque reflue da trattare. Fonte: Hydrotech. _

_Figura 6.4 Impianto idrotecnologico utilizzato come trattamento secondario delle acque per la disidratazione dei fanghi. _

_Figura 6.5 Laguna vegetale posta dopo un allevamento di trote a ricircolo in Danimarca - prima e dopo la crescita eccessiva. Fonte: Per Bovbjerg, DTU Aqua. _

Le acque reflue pulite provenienti dal trattamento dei fanghi hanno solitamente un'alta concentrazione di azoto, mentre il fosforo può essere quasi completamente rimosso nel processo di trattamento dei fanghi. Questa acqua di scarico è chiamata acqua di rifiuto, ed è più spesso scaricata nei dintorni, fiume, mare, ecc insieme con l'acqua di troppo pieno dal RAS. Il contenuto di sostanze nutritive nell'acqua di scarto e nell'acqua di troppopieno può essere rimosso indirizzandolo verso una laguna vegetale, una zona radicale o un sistema di infiltrazioni, dove i restanti composti fosforosi e azotati possono essere ulteriormente ridotti.

_Figura 6.6 Il progetto EcoFutura ha esaminato la possibilità di coltivare pomodori con la coltivazione della tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus). Fonte: Priva (Paesi Bassi)

In alternativa, l'acqua di scarto può essere utilizzata come fertilizzante nei sistemi acquaponici. Gli acquaponici sono sistemi in cui i rifiuti del pesce vengono utilizzati per la coltivazione di ortaggi, piante o erbe, tipicamente all'interno di serre. Per i sistemi di piscicoltura più grandi si raccomanda di utilizzare i fanghi per terreni agricoli e biogas, mentre l'acqua di scarto viene utilizzata per l'acquaponica in quanto è più semplice da gestire e regolare per quanto riguarda le colture nelle serre.

Il contenuto di azoto nell'acqua di scarico può anche essere rimosso mediante denitrificazione. Come descritto nel capitolo 2, il metanolo è più comunemente usato come fonte di carbonio per questo processo anaerobico, che trasforma il nitrato in azoto libero nell'atmosfera rimuovendo così il nitrato dall'acqua di scarto. La denitrificazione può essere utilizzata anche all'interno del sistema di ricircolo per ridurre la quantità di nitrato nell'acqua di processo RAS al fine di ridurre la concentrazione di nitrati, minimizzando così la necessità di nuova acqua nel sistema. L'uso della denitrificazione al di fuori del sistema di ricircolo viene effettuato al fine di ridurre lo scarico di azoto nell'ambiente. In alternativa all'uso del metanolo, l'acqua di scarto proveniente dal sistema di trattamento dei fanghi può essere utilizzata come fonte di carbonio. L'utilizzo dell'acqua di scarto come fonte di carbonio richiede una gestione rigorosa della camera di denitrificazione, mentre il controlavaggio e la pulizia della camera possono diventare più difficili. In ogni caso, un efficiente sistema di denitrificazione può ridurre significativamente il contenuto di azoto nell'acqua di scarico.

Va notato che i pesci espellono i rifiuti in modo diverso rispetto ad altri animali, come i suini o le mucche. L'azoto viene principalmente escreto come urina attraverso le branchie, mentre una parte più piccola viene escreta con le feci dall'ano. Il fosforo viene escreto solo con le feci. La frazione principale dell'azoto viene quindi disciolta completamente nell'acqua e non può essere rimossa nel filtro meccanico. La rimozione delle feci nel filtro meccanico catturerà una parte più piccola dell'azoto fissato nelle feci, e in misura maggiore la quantità di fosforo. Il restante azoto disciolto nell'acqua sarà convertito nel biofiltro principalmente in nitrato. In questa forma l'azoto è facilmente assorbito dalle piante e può essere utilizzato come fertilizzante in agricoltura o semplicemente rimosso nelle lagune vegetali o nei sistemi di zona radicale.

_Figura 6.7 Rimozione di azoto (N), fosforo (P) e solidi sospesi (SS) dal filtro meccanico. Fonte: Stazione di ricerca sulla pesca del Baden-Württemberg, Germania. _

Le feci provenienti dalle vasche di pesce dovrebbero fluire immediatamente al filtro meccanico senza essere schiacciate lungo la strada. Più intatte e solide sono le feci, maggiore è il livello dei solidi rimossi e di altri composti. La figura 6.7 mostra la rimozione stimata di azoto, fosforo e solidi sospesi (materia organica) in un filtro meccanico di 50 micron.

Maggiore è la velocità di ricircolo, minore sarà l'acqua nuova e minore sarà la necessità di trattare l'acqua di scarico. In alcuni casi, nessuna acqua tornerà affatto all'ambiente circostante. Tuttavia, questo tipo di allevamento ittico a «scarico zero» è costoso da costruire e i costi di gestione per il trattamento dei rifiuti sono significativi. Inoltre, il funzionamento quotidiano del trattamento dei rifiuti richiederà un'attenzione significativa per farlo funzionare in modo efficiente. Per l'allevamento ittico a scarico zero si dovrebbe anche essere consapevoli del fatto che una certa quantità di scambio idrico è sempre necessaria per prevenire l'accumulo di metalli e composti fosforici nel sistema. La linea di fondo è che le autorità e l'agricoltore devono concordare un permesso di discarico che permetta di proteggere l'ambiente pur avendo un'attività di allevamento ittico economicamente redditizia.

_Figura 6.8 Confronto delle scariche di azoto a intensità di ricircolo diverse. I calcoli si basano su un esempio teorico di un sistema da 500 tonnellate/anno con un volume d'acqua totale di 4 000 m^3, in cui 3 000 m^3 è il volume dell'acquario. Non è il grado di ricircolo in sé che riduce lo scarico dell'azoto, ma l'applicazione della tecnologia di trattamento delle acque reflue. Tuttavia, un tasso di ricircolo più intenso rende sempre più facile trattare le acque reflue in quanto questo è ridotto di volume. _

La combinazione di acquacoltura intensiva, che si tratti di ricircolo o tradizionale, con sistemi estesi di acquacoltura, come ad esempio la coltura tradizionale della carpa, può essere un modo semplice per gestire i rifiuti biologici. I nutrienti del sistema intensivo sono utilizzati come fertilizzante negli ampi stagni quando l'acqua in eccesso dall'allevamento intensivo scorre alla zona del laghetto delle carpe. L'acqua proveniente dall'ampia area del laghetto può essere riutilizzata come acqua di processo nella fattoria intensiva. La crescita di alghe e piante acquatiche negli ampi stagni sarà consumata dalla carpa erbivora, che alla fine vengono raccolte e utilizzate per il consumo. Nel sistema intensivo si ottengono condizioni di allevamento efficienti e l'impatto ambientale è stato tenuto conto in combinazione con l'ampia area laghetto.

_Figura 6.9 Sistemi combinati di piscicoltura intensiva in Ungheria. Il numero di opportunità sembra illimitato. Fonte: Laszlo Varadi, Istituto di ricerca per la pesca, l'acquacoltura e l'irrigazione (HAKI), Szarvas, Ungheria. _

*Fonte: Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura, 2015, Jacob Bregnballe, Guida all'acquacoltura di ricircolo, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Riprodotto con permesso. *
La malattia
Original publication 2015 · Pubblicato per la prima volta su FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations
Per l'imprenditore innovativo ci sono diverse opportunità in questo tipo di acquacoltura riciclata. L'esempio della combinazione di diversi sistemi di allevamento può essere ulteriormente sviluppato in attività ricreative, dove la pesca sportiva alla carpa o la pesca alla trota può essere parte di una più grande attrazione turistica, tra cui alberghi, ristoranti di pesce e altre strutture.

Ci sono molti esempi di sistemi di ricircolo che funzionano senza problemi di malattia. Infatti, è possibile isolare completamente un allevamento ittico a ricircolo da agenti patogeni indesiderati del pesce. La cosa più importante è assicurarsi che le uova o i pesci immagazzinati nella struttura siano assolutamente privi di malattie e preferibilmente provenienti da un ceppo certificato privo di malattie. Assicurarsi che l'acqua utilizzata sia priva di malattie o sterilizzata prima di entrare nel sistema; è molto meglio usare l'acqua proveniente da un pozzo, da un pozzo o da una fonte simile piuttosto che usare l'acqua proveniente direttamente dal mare, dal fiume o dal lago. Inoltre, assicurati che nessuno entri nella fattoria porti malattie, che si tratti di visitatori o personale.

Quando possibile, deve essere eseguita un'accurata disinfezione del sistema. Ciò include qualsiasi nuovo impianto pronto per il primo avvio e per qualsiasi sistema esistente che sia stato svuotato del pesce ed è pronto per un nuovo ciclo produttivo. Va ricordato, che una malattia in un serbatoio di un sistema di ricircolo si diffonderà sicuramente a tutti gli altri serbatoi del sistema, motivo per cui le misure preventive sono così importanti.

_Figura 7.1 Pediluvio con soluzione di iodio al 2% per prevenire la diffusione della malattia. _

Nei sistemi di ricircolo che utilizzano uova di pesci selvatici, ad esempio per il ripopolamento, non è possibile ottenere uova da ceppi certificati indenni da malattie. In questi casi, ci sarà sempre il rischio di introdurre malattie che vivono all'interno dell'uovo, come IPN (Infective Pancreas Necrosis), BKD (Batteric Renal Disease) e, eventualmente, virus dell'herpes, che non possono essere eliminati disinfettando le uova. Un esempio di schema di prevenzione è mostrato nella figura 7.2.

Un buon modo per prevenire la contaminazione da agenti patogeni all'interno del sistema consiste nel separare fisicamente le diverse fasi della produzione. L'incubatoio dovrebbe quindi funzionare come un sistema chiuso isolato, così come l'unità di frittura e l'unità di coltivazione. Se viene conservato qualche covata, anche questo dovrebbe essere isolato in una propria unità. In questo modo, l'eliminazione di una malattia diventa più facile da eseguire nella pratica.

Alcune aziende agricole sono state costruite secondo il principio «all in all out», il che significa che ogni unità viene svuotata completamente e disinfettata prima di rifornirsi di nuove uova o pesce. Per le uova e i pesci più piccoli, che vengono coltivati per un periodo di tempo più breve prima di essere trasferiti, questa è certamente una buona gestione e deve essere sempre effettuata nella pratica. Anche per i pesci più grandi questa è una buona pratica, tuttavia questo tipo di gestione diventa facilmente inefficiente. Estrarre tutti i pesci da un'unità di coltivazione prima di stoccare un nuovo lotto, è logisticamente difficile quando si tratta di grandi volumi di pesce. Diventa facilmente antieconomico, a causa dell'utilizzo inefficiente della capacità del sistema.

| Cosa ricordare | **Come si fa? ** | | — | — | | Pulire la fonte di acqua nuova | Preferibilmente utilizzare le acque sotterranee. Disinfettare con raggi UV. In alcuni casi utilizzare filtro a sabbia e ozono. | | Disinfezione del sistema | Riempire il sistema con acqua e portare il pH fino a 11-12 mediante l'uso di idrossido di sodio NaOH. Circa 1 kg per m^3^ volume d'acqua a seconda della capacità tampone. | | Disinfezione di attrezzature e superfici | Immergere o spruzzare con una soluzione di iodio dell'1,5% o secondo le istruzioni. Lasciare agire per 20 minuti prima di lavare in acqua pulita. | | Disinfezione delle uova | Lasciare il lotto di uova (uova di trota arcobaleno dagli occhi) in soluzione di 3 dl di iodio per 50 litri di acqua per 10 minuti. Cambiare la soluzione per ogni 50 kg di uova disinfettate. | | Personale | Cambiare abbigliamento e usura del piede quando si entra nella struttura. Lavare o disinfettare le mani. | | Visitatori | Cambio di usura del piede o uso pediluvio per le scarpe da immersione (soluzione di iodio al 2%). Lavare o disinfettare le mani. Politica «Non toccare» per i visitatori all'interno della struttura. |

_Figura 7.2 Esempio di schema di prevenzione. _

_Figura 7.3 Dissezione della trota arcobaleno che soffre di vescica gonfiata. Un sintomo probabilmente dovuto alla super saturazione dei gas nell'acqua. _

Trattare le malattie dei pesci in un sistema di ricircolo è diverso dal trattarle in un allevamento ittico tradizionale. In una tradizionale azienda ittica, l'acqua viene utilizzata una sola volta prima di lasciare la fattoria. In un sistema di ricircolo, l'uso di biofiltri e il continuo riciclo dell'acqua richiede un approccio diverso. Il versamento di farmaci influenzerà l'intero sistema, compresi i pesci e i biofiltri, e una grande attenzione deve essere presa quando viene effettuato il trattamento. È molto difficile dare prescrizioni esatte sulla dose necessaria per curare una malattia in un sistema di ricircolo, perché l'effetto del farmaco dipende da molti parametri diversi come la durezza dell'acqua, il contenuto di materia organica, la temperatura dell'acqua e la portata. Una grande esperienza pratica è quindi l'unica via da percorrere. Le concentrazioni devono essere aumentate attentamente da ogni trattamento a quello successivo per evitare di uccidere il pesce o il biofiltro. Ricordate sempre il termine «meglio sicuro che dispiaciuto». In ogni caso di epidemia di malattia, un veterinario locale o un patologo del pesce deve prescrivere il farmaco e spiegare come usarlo. Inoltre, le istruzioni di sicurezza devono essere lette attentamente in quanto alcuni farmaci possono causare gravi lesioni alle persone se usati in modo improprio.

Il trattamento contro gli ecto-parassiti, che sono parassiti seduti all'esterno del pesce sulla pelle e nelle branchie, può essere effettuato aggiungendo sostanze chimiche all'acqua. Eventuali infezioni fungine dovranno essere trattate allo stesso modo delle infestazioni da ectoparassiti. Nei sistemi d'acqua dolce l'uso del sale ordinario (NaCl) è un modo efficace per uccidere la maggior parte dei parassiti, tra cui la malattia batterica branchiale. Se una cura con sale non funziona, l'uso di formalina (HCHO) o perossido di idrogeno (H2O2) sarà solitamente sufficiente per curare eventuali infezioni parassitarie rimanenti. Anche i pesci da bagno in una soluzione di praziquantel e flubendazol hanno dimostrato di essere molto efficaci contro gli ectoparassiti.

La filtrazione meccanica ha anche dimostrato di essere abbastanza efficace contro la diffusione di ecto-parassiti. Utilizzando un panno filtrante di 70 micron rimuoverà alcune fasi di Gyrodactylus, e un panno da 40 micron può rimuovere diversi tipi di uova di parassiti.

Il modo più sicuro di eseguire un trattamento è immergere il pesce in un bagno con una soluzione della sostanza chimica. Tuttavia, in pratica, questo non è un metodo fattibile in quanto il volume di pesce che deve essere manipolato è spesso troppo grande. Invece i pesci vengono tenuti nel serbatoio quando l'acqua di ingresso viene spenta, e l'ossigenazione o l'aerazione del serbatoio viene effettuata mediante l'uso di diffusori. Una soluzione della sostanza chimica viene aggiunta al serbatoio e i pesci sono autorizzati a nuotare nella miscela per un periodo di tempo. Successivamente, l'acqua di ingresso viene aperta e la miscela lentamente diluita man mano che l'acqua nel serbatoio viene scambiata. L'acqua che fuoriesce dal serbatoio sarà diluita dal resto del sistema di ricircolo in modo che la concentrazione nel biofiltro sia significativamente inferiore rispetto al serbatoio trattato. In questo modo una concentrazione relativamente elevata della sostanza chimica può essere ottenuta in un singolo serbatoio con lo scopo di uccidere il parassita, riducendo tuttavia l'effetto della sostanza chimica sul sistema biofiltrante. Sia i pesci che i biofiltri possono adattarsi al trattamento con sale, formalina e perossido di idrogeno aumentando lentamente le concentrazioni da un trattamento all'altro. Quando un serbatoio pieno di pesce è stato trattato, quest'acqua può anche essere pompata fuori dal sistema in un vano separato per la degradazione invece di essere ricircolata nel sistema.

_Figura 7.4 Uova di trota iridea. Si consiglia di disinfettare le uova di pesce prima di portarle nel sistema di ricircolo per prevenire le malattie. Fonte: Torben Nielsen, AquaSearch Ova. _

L'uso della tecnica di immersione per le uova è un modo semplice per trattare milioni di individui in breve tempo, ad esempio quando si disinfettano le uova di trota nello iodio (figura 7.2). Questo metodo può essere utilizzato anche per trattare le uova che sono state infettate da funghi (Saprolegnia) semplicemente immergendo le uova in una soluzione di sale (7 ‰) per 20 minuti.

Negli incubatoi, dove i pesci vengono rimossi non appena sono pronti a nutrirsi, l'efficienza del biofiltro è meno importante in quanto il livello di ammoniaca escreta dalle uova e dalla frittura è pochissimo. Il trattamento è quindi più facile da effettuare, perché bisogna concentrarsi solo sulla sopravvivenza delle uova e dei pesci. Inoltre, vale la pena notare che il volume totale di acqua in un incubatoio è piccolo e uno scambio d'acqua completo con acqua nuova può essere effettuato rapidamente. Pertanto, un trattamento di successo in un incubatoio trattando l'intero sistema in una sola volta, può essere fatto in modo sicuro.

Il trattamento di un sistema completo in impianti di ricircolo più grandi è un'operazione più sensibile. La regola di base è quella di mantenere basse le concentrazioni e di effettuare il trattamento per un periodo di tempo più lungo. Ciò richiede cura ed esperienza. La concentrazione deve essere aumentata lentamente da ciascun trattamento a quello successivo, lasciando diversi giorni senza trattamento, al fine di monitorare attentamente gli effetti sulla mortalità dei pesci, sul comportamento e sulla qualità dell'acqua. Tipicamente, un adattamento avrà luogo sia per i pesci che per il biofiltro, quindi la concentrazione può essere aumentata senza effetti negativi e la probabilità di uccidere il parassita è aumentata. Il sale è eccellente per periodi di trattamento più lunghi, ma anche la formalina è stata utilizzata con successo per intervalli di 4-6 ore. Il biofiltro si adatta semplicemente alla formalina e digerisce la sostanza come qualsiasi altro carbonio proveniente dai composti organici presenti nel sistema.

Come sottolineato in precedenza, non è possibile fornire concentrazioni esatte e raccomandazioni sull'uso di sostanze chimiche in un sistema di ricircolo. Le specie ittiche, le dimensioni del pesce, la temperatura dell'acqua, la durezza dell'acqua, la quantità di sostanze organiche, il tasso di cambio dell'acqua, l'adattamento, ecc. devono essere prese in considerazione. Le linee guida riportate di seguito sono quindi molto approssimative.

Sale (NaCl) : Il sale è relativamente sicuro da usare e può essere usato in acqua dolce per il trattamento di Ich (Ichthyophthirius multifilis o malattia delle macchie bianche) e della comune saprolegnia fungina. Ich nella fase pelagica può essere ucciso a 10 ‰ e nuovi risultati suggeriscono l'uccisione delle fasi di vita inferiori a 15 ‰. Il pesce contiene circa 8 ‰ di sale nei loro fluidi corporei, e la maggior parte dei pesci d'acqua dolce tollererà salinità nell'acqua intorno a questo livello per diverse settimane. Negli incubatoi una concentrazione di 3-5 ‰ preverrà infezioni da funghi.

Formalina (HCHO) : Basse concentrazioni di formalina (15 mg/L) per lunghi periodi di tempo (4-6 ore) hanno mostrato buoni risultati nel trattamento di Ichthyobodo necator (Costia), Trichodina sp., Gyrodactylus sp., ciliati sessili e Ich. La formalina viene degradata relativamente velocemente nel biofiltro a circa 8 mg/h/m2 di area del biofiltro a 15°C. La formalina può tuttavia ridurre i tassi di conversione dell'azoto batterico nel biofiltro.

Perossido di idrogeno (H2O 2) : Non ampiamente usato, ma gli esperimenti hanno mostrato risultati promettenti come sostituto della formalina a concentrazioni comprese tra 8-15 mg/L per 4-6 ore. Le prestazioni del biofiltro possono essere inibite per almeno 24 ore dopo il trattamento, ma l'efficienza tornerà alla normalità entro pochi giorni.

L'uso di altre sostanze chimiche come solfato di rame o clorammina-t non è raccomandato. Questi sono molto efficaci per il trattamento, ad esempio, della malattia batterica branchiale, ma molto probabilmente il biofiltro soffrirà gravemente e l'intero processo di ricircolo e la produzione possono essere gravemente danneggiati.

Per il trattamento contro le infezioni batteriche, come foruncolosi, vibriosi o BKD, l'uso di antibiotici è l'unico modo per curare il pesce. In alcuni casi i pesci possono essere infettati da parassiti che vivono all'interno del pesce, e il modo per rimuoverli è anche con antibiotici.

Gli antibiotici vengono mescolati nel mangime per pesci e somministrati al pesce più volte al giorno, ad esempio 7 o 10 giorni. La concentrazione di antibiotici deve essere sufficiente per uccidere i batteri, e la concentrazione prescritta del farmaco e la durata del trattamento devono essere seguite attentamente, anche se il pesce smette di morire durante il trattamento. Se il trattamento viene interrotto prima del periodo di trattamento prescritto, c'è un alto rischio che l'infezione ricominci da capo.

Il trattamento con antibiotici in un sistema di ricircolo avrà un piccolo effetto sui batteri nel biofiltro. Tuttavia, la concentrazione di antibiotici nell'acqua, rispetto a quella all'interno del pesce trattato con mangimi medicati, è relativamente bassa e l'effetto sui batteri nel biofiltro sarà molto più basso. In ogni caso, si dovrebbero monitorare attentamente i parametri di qualità dell'acqua per eventuali modifiche perché possono indicare un effetto sul biofiltro. Potrebbe essere necessario regolare la velocità di alimentazione, l'uso di più acqua nuova o la modifica del flusso d'acqua nel sistema.

Diversi antibiotici possono essere utilizzati, come sulfadiazina, trimetoprim o acido ossolinico secondo la prescrizione del veterinario locale.

Il trattamento contro IPN, VHS (Viral Emorragic Setticemia) o qualsiasi altro virus non è possibile. L'unico modo per sbarazzarsi dei virus è svuotare l'intera azienda ittica, disinfettare il sistema e ricominciare tutto da capo.

*Fonte: Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura, 2015, Jacob Bregnballe, Guida all'acquacoltura di ricircolo, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Riprodotto con permesso. *
Esempi di case story
Original publication 2015 · Pubblicato per la prima volta su FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations
Produzione di smolt di salmone in Cile

La crescita della produzione di salmone cileno negli anni '90 ha richiesto un crescente approvvigionamento di smolts di acqua dolce da rifornire in gabbie per la crescita in mare. Gli Smolts venivano prodotti nell'acqua del fiume o nei laghi, dove l'acqua era troppo fredda e l'ambiente soffriva. L'introduzione del ricircolo ha aiutato gli agricoltori a produrre grandi quantità a un costo significativamente inferiore in modo ecologico. Inoltre, le condizioni ottimali di allevamento hanno portato a una crescita più rapida, che ha permesso di produrre quattro lotti di smolt all'anno invece il lotto precedente all'anno. Questo cambiamento ha reso l'intera catena di produzione molto più agevole, con un flusso costante di smolt che veniva rifornito nelle gabbie da dove venivano raccolti grandi salmoni ad un ritmo costante e alla giusta dimensione, pronti per il mercato.

_Figura 8.1 Un'azienda agricola di ricircolo in Cile. Fonte: Bent Højgaard. _

Agricoltura del rombo in Cina

Il ricircolo di acqua salata è un business in crescita che produce molte specie come cernia, barramundi, kingfish, halibut, platea, ecc Il rombo è una specie adatta per la tecnologia di ricircolo che è stata adottata anche dai produttori cinesi. I risultati della produzione di tali impianti hanno dimostrato che il rombo funziona molto bene in un ambiente completamente controllato. La temperatura ottimale per l'allevamento del rombo si differenzia in base alle dimensioni e il rombo è generalmente sensibile ai cambiamenti delle condizioni di vita. L'eliminazione di tali cambiamenti apparentemente ripaga nell'allevamento di rombi, poiché il rombo di 2 chili può essere prodotto in due anni rispetto a 4 anni in condizioni normali di allevamento.

_Figura 8.2 Una fattoria di rombo in Cina. Fonte: gruppo AKVA. _

Model allevamenti di trote in Danimarca

La Danimarca è senza dubbio il precursore dell'allevamento di trote sicuro per l'ambiente. Rigorose normative ambientali hanno costretto gli allevatori di trote a introdurre nuove tecnologie per ridurre al minimo lo scarico dalle loro aziende agricole. Il ricircolo è stato introdotto sviluppando i cosiddetti allevamenti ittici modello per aumentare la produzione riducendo allo stesso tempo l'impatto ambientale. Invece di usare un'enorme quantità di acqua dal fiume, una quantità limitata di acqua sotterranea dagli strati superiori viene pompata nella fattoria e ricircolata. L'effetto è significativo, una temperatura dell'acqua più costante tutto l'anno insieme ad un moderno impianto si traduce in tassi di crescita più elevati e in una produzione più efficiente con ridotto Capitolo 8: Esempi di case story

_Figura 8.3 Una fattoria modello danese. Fonte: Kaare Michelsen, acquacoltura danese. _

costi, costi di investimento inclusi. L'effetto positivo dell'impatto ambientale può essere visto nel capitolo 6.

Ricircolo e ristoccaggio

Fiumi e laghi puliti e riserve naturali sono diventati un importante obiettivo ambientale in molti paesi. Conservare la natura attraverso il ripristino degli habitat naturali e il ripopolamento di specie o ceppi ittici in via di estinzione è una delle tante iniziative.

La trota di mare è un pesce sportivo popolare che occupa molti fiumi in Danimarca, dove quasi ogni fiume ha il suo ceppo. La mappatura genetica effettuata dagli scienziati ha permesso di distinguere tra ceppi diversi. Quando la trota marina diventa matura, migra di nuovo dal mare al suo fiume natale per deporre le uova. Nella parte della Danimarca denominata Funen, i fiumi sono stati ripristinati e i ceppi selvatici rimanenti sono stati salvati con un programma di ripopolamento che prevede l'acquacoltura di ricircolo. I pesci maturi vengono catturati dalla pesca elettrica e le uova vengono spogliate e allevate in un impianto di ricircolo. Circa un anno dopo, la prole viene rifornita nello stesso fiume da dove i loro genitori sono stati catturati.

Diversi ceppi sono stati salvati e, a tempo debito, la trota marina sarà in grado di sopravvivere da sola in questo habitat.

La cosa più importante è che questo programma ha permesso di ottenere maggiori possibilità di catturare trote di mare quando i pescatori sportivi pescano dalle rive della Danimarca. Il turismo della pesca è quindi diventato un buon guadagno per le aziende locali come alberghi, campeggi, ristoranti, ecc. Tutto sommato, una situazione vantaggiosa sia per la natura che per gli interessi commerciali locali.

Acquaponica

Coltivare piante e pesci insieme è stato compiuto già migliaia di anni fa nell'antica Cina. Le piante crescono utilizzando i nutrienti escreti dal pesce, e sia i pesci che le piante possono essere raccolti per il consumo. Nell'acquacoltura moderna la combinazione di pesci coltivati in un sistema di ricircolo e di piante da serra in idroponica che utilizzano acqua nutritiva senza suolo è denominata «acquaponica». La tecnologia deve ancora diventare industrializzata, ma è ampiamente utilizzata in piccola scala in tutto il mondo.

_Figura 8.4 Foto della ricerca acquaponica presso l'Institute of Global Food & Farming vicino a Copenaghen, Danimarca. Il sistema è costruito in un impianto serra esistente e comprende vasche per l'allevamento del pesce e tavoli da insalata insieme a un sistema di ricircolo idrico con due anelli d'acqua indipendenti. Uno dei loop passa attraverso un sistema di filtraggio dell'acqua e può essere indirizzato verso tavoli di piantare o tornare alle vasche di pesce. L'altro anello fornisce acqua direttamente alle tavolette per la coltivazione di lattuga o erbe come salvia, basilico e timo. Fonte: Paul Rye Kledal, Institute for Global Food & Farming. _

Mega fattorie

Le dimensioni degli allevamenti ittici sono in costante crescita con l'aumento della produzione mondiale in acquacoltura. Oggi, un allevamento medio di gabbie marine nel mare della Norvegia produce circa 5 000 tonnellate di salmone all'anno, solo in un sito. Non sono ancora stati visti sistemi terrestri di queste dimensioni, ma stanno emergendo nuovi progetti di ricircolo per salmoni e trote di questi volumi.

Combinare le aziende agricole a terra con l'allevamento a gabbia è un modo di produzione molto efficiente e probabilmente l'assetto più competitivo. I piccoli pesci vengono prodotti a terra in sistemi efficienti e controllati prima di essere rilasciati in grandi gabbie marine per la coltivazione. In alcune zone l'allevamento in gabbia non è popolare, e le aziende terrestri sotto forma di piante di ricircolo sono considerate come un futuro modo di produrre pesce d'allevamento. L'ingombro è basso e così come il consumo di acqua. Sebbene i costi di produzione siano ancora più elevati rispetto alle gabbie, i sistemi hanno un'elevata sicurezza alimentare e un controllo completo, e la produzione è costante e prevedibile.

_Figura 8.5 A 2 000 tonnellate allevamento di salmoni a Hirtshals, Danimarca, durante la fase di costruzione nel 2013. Il sistema è basato sulla tecnologia di ricircolo ed è coperto da un edificio per il completamento del controllo della temperatura e hanno un'elevata biosicurezza. Il salmone viene coltivato da uova a 4 kg di taglia in 2 anni in grandi vasche che che raggiungono quasi 1 000 m^3^ ciascuno. I bigbag bianchi in primo piano sono imballati con biomedia pronta per l'installazione nelle camere dei biofiltri. Fonte: Axel Søgaard/gruppo Akva. _

Una guida al ricircolo sull'acquacoltura

Futuro del ricircolo

La pre-coltivazione di pesci in ricircolo su sistemi per raggiungere dimensioni maggiori prima di rilasciarli nelle gabbie marine è un modo per aumentare la redditività. L'industria norvegese del salmone sta investendo in grandi ricircoli su impianti con l'obiettivo di produrre smolt di grandi dimensioni. Gli Smolts sono tipicamente 100 grammi oggi quando vengono rilasciati in gabbie. Un aumento a 300 grammi prima dello stoccaggio migliorerà notevolmente la salute e i tassi di crescita nel periodo agricolo fino al raccolto con dimensioni di mercato tipicamente di 4-5 kg.

_Figura 8.6 Il ricircolo sui sistemi diventa sempre più grande con serbatoi più grandi per adattarsi all'aumento dei volumi di produzione. Spostando le dimensioni dei fusti in Norvegia da 100 grammi a 300 grammi si triplicherà la produzione terrestre, quindi l'attuale produzione norvegese di smolt su terreni di circa 35 000 tonnellate all'anno aumenterà fino a circa 100 000 tonnellate. _

*Fonte: Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura, 2015, Jacob Bregnballe, Guida all'acquacoltura di ricircolo, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Riprodotto con permesso. *

Una guida all'acquacoltura a ricircolo

Introduzione all'acquacoltura a ricircolo

Il sistema di ricircolo, passo dopo passo

Vasche per pesci

Filtrazione meccanica

Trattamento biologico

Degassaggio, aerazione e stripping

Ossigenazione

Luce ultravioletta

Ozono

Regolazione della temperatura dell'acqua

Pompe

Monitoraggio, controllo e allarmi

Sistema di emergenza

Acqua di aspirazione

Specie ittiche in ricircolo

Pianificazione e realizzazione del progetto

Prezzi di vendita e mercato

Selezione del sito e licenze

Design e tecnologia del sistema

Forza lavoro

Finanziamento

Esecuzione di un sistema di ricircolo

Routine e procedure

Qualità dell'acqua

Manutenzione dei biofiltri

Pulizia e lavaggio per la rimozione dei fanghi nel biofiltro

Pulizia semplice del biofiltro usando l'aria

Pulizia del filtro microparticellare

Pulizia profonda del biofiltro

Precauzioni

Controllo dell'ossigeno

Istruzione e formazione

chimica dell'acqua di base

Tecnologia di sistema e gestione in generale

Materiali di consumo

Lettura dei parametri e calibrazione

Macchinari e impianti tecnici

Conoscenze operative

Supporto per la gestione

Assistenza e riparazione

Trattamento acque reflue

La malattia

Esempi di case story

Produzione di smolt di salmone in Cile

Agricoltura del rombo in Cina

Model allevamenti di trote in Danimarca

Ricircolo e ristoccaggio

Acquaponica

Mega fattorie

Futuro del ricircolo