Aquaponics Farm – an haven for committed Dreamers

Come costruire un impianto acquaponico (II PARTE)

Letto di crescita

Dopo avere illustrato le diverse tipologie di vasca per gli animali, vediamo in questo articolo la seconda componente funzionale principale di un impianto acquaponico: il letto di crescita o grow bed.

Rappresenta il cuore dell’impianto acquaponico e la sua centrale bioenergetica. La sua forma è preferibilmente rettangolare per assicurare un corretto flusso di acqua. In questo modo infatti si evita la formazione di zone di ristagno e relativa marcescenza della sostanza organica.

La tipologia di letto più versatile per varietà di piante coltivabili è indubbiamente quella denominata ebb-and-flow o media bed. Ovvero una vasca riempita con un substrato chimicamente inerte e a ph neutro. Per questo motivo è il tipo di letto di crescita più utilizzato quando si tratta di impianti hobbistici e per la produzione familiare e semi-commerciale.

Il costo di costruzione del letto dipende dal tipo di materiale utilizzato. Difatti, ad esempio (analogamente alla vasca di allevamento) se si impiega la vetroresina per la sua costruzione la spesa aumenta.

letto di crescita
Letti di crescita realizzati in vetroresina in un impianto acquaponico a sviluppo orizzontale.
Fonte: Ajay Fibreglass Industries

Mentre una versione più economica consiste nella costruzione di un letto di crescita con blocchetti di cemento preformati oppure con assi di legno. In questi casi, l’interno è rivestito con un liner in pvc oppure con un rivestimento in plastica atossica. Sebbene vada bene anche il telo di plastica usato per coprire il telaio delle serre.

letto di crescita
Letto di crescita realizzato in legno e rivestito internamente con un liner in pvc.
Fonte: Mi Organics

Il letto di crescita deve essere realizzato con materiali che lo proteggano dai raggi solari. Così da impedire lo sviluppo di fioriture algali al suo interno. Pertanto è meglio non fissarsi sulla costruzione di modelli con le pareti trasparenti che comporterebbero esclusivamente la necessità di effettuare lavori di manutenzione più frequenti ed onerosi.

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Attenzione all’estetica poco funzionale

Infatti, soprattutto nel caso in cui si lavori in serra, l’esposizione prolungata degli impianti ed i più alti livelli di umidità provocherebbe la proliferazione delle alghe all’interno di simili letti di crescita. Costringendosi, di conseguenza, a svuotare periodicamente il letto per ripulire il substrato di coltivazione dalle alghe. Ed in questo modo, stresseremmo inevitabilmente le piante coltivate, riducendo la capacità produttiva degli impianti.

Ma perché le alghe sono un problema?

Bé, principalmente perché accumulandosi nel tempo vanno ad ostruire quelle che sono le strutture di scarico dei letti di crescita (il sifone) e di filtraggio meccanico (quando necessario). Oltre a diventare gradualmente dei competitors per i nutrienti necessari ad una buona crescita delle colture presenti nel letto di crescita.

SUBSTRATO

I substrati impiegati per la coltivazione acquaponica sono molteplici: argilla espansa, fibra di cocco, perlite, lana di roccia, vermicolite espansa, ecc. In altre parole, si tratta di materiali leggeri e molto porosi. Quest’ultimo fattore è molto importante perché si traduce in una maggiore superficie su cui le popolazioni di batteri nitrificanti si possono insediare per metro quadrato.

D’altro canto, noi ci siamo sempre trovati bene con l’argilla espansa a fronte di sperimentazioni che ho portato avanti negli anni. Poiché permette offre una superficie ampia all’insediamento dei batteri nitrofili e garantisce una efficace areazione all’interno del letto.

Oltretutto è facilmente lavabile ed è poco soggetta alla normale degradazione dovuta all’azione corrosiva del quasi costante flusso d’acqua. Ciò significa che non provoca ristagni d’acqua nel letto di crescita. Così come non implica la necessità di un ricambio più o meno stagionale dell’intero volume del letto. In pratica, dopo circa sei mesi o più di attività è possibile si debba aggiungerne qualche manciata per livellare lo strato superiore.

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letto di crescita
Letti di crescita realizzati con casse di plastica ad uso agricolo. Il sistema idraulico è tipicamente americano con i tubi incollati con un mastice specifico

Quali dimensioni deve avere un letto di crescita?

Prima di tutto, teniamo sempre a mente il rapporto volumetrico vasca\letti di crescita. Perché non tenerne conto risulta in problematiche di vario tipo che vanno poi a complicare le operazioni quotidiane di gestione dell’impianto.

È quindi molto importante che dimensione e numero dei letti siano calcolati in funzione del volume di acqua nella vasca. In caso contrario si ottiene una filtrazione\depurazione squilibrata.

Premesso questo, passiamo alle misure preferibili pe un letto di crescita.

Allora, la larghezza del letto di crescita sarebbe meglio fosse di massimo 1 metro. Onde permettere il facile accesso all’intera superficie di coltivazione. Invece, per quanto riguarda la lunghezza il mio consiglio è che sia compresa fra minimo di 60 cm. ed un massimo di 3 metri. Questo, sia per praticità nella gestione quotidiana che per garantire un corretto distribuzione dell’acqua all’interno dell’intero letto.

Difatti, superati i 3 metri di lunghezza è necessario inserire un secondo sifone di scarico per impedire lo spostamento indesiderato del substrato. Ciò è causato dall’onda di allagamento del letto che deve essere effettuato entro 5-6 minuti dall’attivazione della pompa.

letto di crescita
I letti sono realizzati in legno e rivestiti internamente con vetroresina.
Notare la loro disposizione sopra la vasca rettangolare dei pesci per sfruttare la gravità per il ritorno dell’acqua in vasca.
Foto dell’autore.

La relatività della profondità

Riguardo l’altezza del letto, ovvero la sua profondità, sebbene lo standard internazionale sia di 30 cm., abbiamo verificato nei nostri impianti che è possibile portare avanti una produzione efficiente anche con letti di crescita profondi 17 cm. Ovviamente una profondità maggiore permette la coltivazione di piante da frutto come pomodori, cetrioli e meloni. O comunque di colture che sviluppano radici più grosse ed invasive e quindi hanno bisogno di più spazio per crescere.

Detto questo, è sicuramente più facile trovare contenitori già pronti all’uso più bassi rispetto alle misure sopra elencate. Ma devono essere fatti con materiale resistente e atossico come l’HDPE e dedicati all’uso in campo agricolo ed edilizio.

Alla Fattoria Acquaponica My Rivendell per gli ultimi impianti che abbiamo costruito, abbiamo impiegato delle vasche porta-malta nera molto resistenti e versatili alle modifiche. Si sono rivelate dei fantastici letti di crescita in cui abbiamo coltivato dai bulbi da fiore alla corrente coltivazione di erbe aromatiche, insalate, zucche, zucchine, pomodori e addirittura cocomeri.

Resta il fatto che la scelta di utilizzare contenitori impermeabili preformati impone la necessità di prevederne diverse unità in ragione del succitato rapporto volumetrico vasca\letti di crescita. E quindi un sifone, un rubinetto e tubi per ogni letto.

Mentre, al contrario, la costruzione di letti di dimensioni commerciali permette sì di ridurre il numero di queste altre componenti. Ma, d’altra parte, richiede l’installazione di impalcature più solide e grosse – progettate da ingegneri e costruite da manovali specializzati – per sostenere il peso considerevole di questi letti di coltivazione.

Insomma non è certo cosa da poter fare da soli senza conoscenze tecniche di idraulica e fisica.

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Sistema di carico e scarico idrico

Ma vediamo ora la dispozione delle varie componenti di un letto di crescita.

Nel letto il posizionamento del punto di carico dell’acqua deve essere sempre effettuato sul lato opposto a quello dello scarico. In maniera da favorire all’interno del letto il flusso idrico orizzontale. Così da evitare ristagni. Oltre ad impedire la permanenza della sostanza organica prodotta dai rifiuti metabolici degli animali.

Come vedremo poi meglio nel prossimo articolo, nel punto di carico è sufficiente montare sul tubo un rubinetto di regolazione, utile soprattutto durante le operazioni di manutenzione del letto.

Invece, sul lato dello scarico bisogna sempre proteggere il tubo di uscita dell’acqua dal rischio di occlusione causato dal substrato di coltivazione. Difatti, le pietruzze di argilla espansa potrebbero tappare i fori del sifone se non correttamente fatti e successivamente protetti.

letto di crescita
Schema di un letto con punti di carico e scarico dell’acqua. In arancione il tubo anti-occlusione dello scarico in blu.

letto di crescita
In questa configurazione impiantistica verticale ciascun letto del livello inferiore riceve l’acqua proveniente da quello superiore.
I letti sono fatti interamente di polistirolo ad alta densità e idonei per l’uso alimentare
letto di crescita
Due tipologie di sistemi ho progettato all’inizio della mia carriera come consulente e formatore professionale in Acquaponica

Verticali o orizzontali?

La disposizione dei letti può essere effettuata orizzontalmente ovvero su un solo livello oppure verticalmente, con una struttura multipiano.

La scelta della configurazione deve essere fatta in base al luogo dove costruire l’impianto, alla dimensione dei letti e quindi al loro peso e alla tipologia di piante da coltivare.

leggi anche lesson 2: vertical or horizontal aquaponics system design?


Vediamo quali sono i vantaggi della disposizione orizzontale e di quella verticale.

Orizzontale

  • Struttura di sostegno semplice, in legno o in mattoni sovrapposti
  • Facile accesso alle superfici di coltivazione e relativa semplificazione della gestione quotidiana
  • Nessun ostacolo alla crescita verticale delle piante
  • Ottima esposizione all’illuminazione dei vegetali
Il nostro modello di sistema acquaponico verticale

Verticale

  • Maggiore superficie di coltivazione indoor grazie al multipiano
  • Sfruttamento della gravità per l’alimentazione idraulica di diversi letti con una singola pompa
  • Ottimizzazione dello spazio interno della serra o del locale usato per l’attività produttiva

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  • Criticità: Limite per la coltivazione di piante di altezza superiore a 45 cm. e parziale riduzione della disponibilità di luce per i piani inferiori della struttura.
  • Soluzione: coltivare nei piani inferiori preferibilmente piante che non richiedono la luce diretta solare. Installare se necessario una sorgente di illuminazione artificiale.

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Ogni cosa è collegata

I letti devono essere collegati alla vasca degli animali seguendo uno schema logico che assicura il corretto funzionamento temporale del sistema idraulico complessivo.

NEXT TIME…

Nel prossimo articolo vedremo come è fatto il circuito idraulico e l’areazione dell’acqua. Sono i componenti funzionali dell’apparato circolatorio e respiratorio di un impianto acquaponico.

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