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Coltivazione acquaponica ad automazione avanzata

torukhtorukh Colonna
Come richiesto nel post qui citato
(se ti va, mi faresti sapere qualcosa di più sul discorso acquaponico, magari aprendo un thread dedicato)
apro una discussione inerente a quest'idea.
La coltivazione acquaponica è un sistema di allevamento e coltivazione integrato, in cui si uniscono in un unico sistema, potenzialmente autosufficiente, un parte di acquacoltura in cui vengono allevati pesci ed una parte di coltura idroponica in cui vengono coltivate le piante senza l'impiego di terra.

Il sistema funziona nel seguente modo:

I pesci producono una lunga serie di prodotti di scarto attraverso le proprie feci.
Questi prodotti di scarto sono estremamente nutrienti per le piante. 
L'acqua dei pesci viene convogliata ad intervalli regolari prima attraverso un ossigenatore poi all'interno di un sistema di coltivazione idroponica in cui le piante sono letteralmente con le radici a bagno direttamente nell'acqua.
Le radici delle piante, assorbendo le sostanze contenute nell'acqua dei pesci la puliscono.
L'acqua quindi viene di nuovo ossigenata e reimmessa nell'acquario dei pesci.

Le sole aggiunte da fare al sistema sono di:
aria, termoregolazione, acqua per reintegrare quella che evapora, mangime per i pesci.

L'aria è gratis.
La termoregolazione è attuabile con delle pompe di calore e dei pannelli solari.
Il reintegro di acqua non necessita spiegazioni.
Il mangime per i pesci può essere prodotto in loco, con un'allevamento di insetti, esempio: moscerini, camole.


I moscerini si possono allevare semplicemente con la decomposizione di materia vegetale arricchita di zuccheri.

La produttività è molto elevata ma dipendente dalla qualità delle condizioni ambientali, l'illuminazione soprattutto.

L'automazione è realizzabile con componenti e sensori Arduino.
Il necessario è: 
  1. varie schede Arduino
  2. moduli wifi 
  3. pHmetri
  4. interruttore "a galleggiante"
  5. motori elettrici 
  6. pompe
  7. termometri
  8. varie
LisaLaufeysonAJDaisyPiu82MononokeHimeJohnnygang80Nemo
Post edited by torukh on

Commenti

  • Johnnygang80Johnnygang80 Andato
    Pubblicazioni: 217
    Immagino che ci siano troppe variabili per stabilire un budget soddisfacentemente approssimativo. Quali sono, invece, gli spazi necessari per ottenere una configurazione "standard"?
    Se ti va di linkarmi qualcosa di più specifico e, allo stesso tempo, affidabile, ho la sensazione che sarà un piacere gettarmici a capofitto.
    Se preferisci floodarmi di tue conoscenze a riguardo, tanto meglio. :D
  • BlindBlind Colonna
    Pubblicazioni: 2,549
    torukh ha detto:

    L'acqua dei pesci viene convogliata ad intervalli regolari prima attraverso un ossigenatore poi all'interno di un sistema di coltivazione idroponica in cui le piante sono letteralmente con le radici a bagno direttamente nell'acqua.

    Le radici delle piante, assorbendo le sostanze contenute nell'acqua dei pesci la puliscono.
    L'acqua quindi viene di nuovo ossigenata e reimmessa nell'acquario dei pesci.

    Le sole aggiunte da fare al sistema sono di:
    aria, termoregolazione, acqua per reintegrare quella che evapora, mangime per i pesci.

    L'aria è gratis.
    Siete sicuri che per "ossigenazione dell'acqua" si intenda "lasciare l'acqua all'aria"?

    Che io sappia, l'ossigenazione si fa con macchinari ad hoc (che hanno un costo e delle spese di essercizio e manutenzione) e con ossigeno puro (che ha anch'esso dei costi) non con l'aria...


    Se l'ossigenazione non è sufficiente o fatta male, i pesci potrebbero non sopravvivere dell'acqua "riciclata" e il sistema si fermerebbe praticamente subito
  • torukhtorukh Colonna
    Pubblicazioni: 1,767
    Johnnygang80 ha detto:

    Immagino che ci siano troppe variabili per stabilire un budget soddisfacentemente approssimativo. Quali sono, invece, gli spazi necessari per ottenere una configurazione "standard"?
    Se ti va di linkarmi qualcosa di più specifico e, allo stesso tempo, affidabile, ho la sensazione che sarà un piacere gettarmici a capofitto.
    Se preferisci floodarmi di tue conoscenze a riguardo, tanto meglio. :D

    Budget: si tratta di somme a 5-6 zeri che potrebbero ridursi considerevolmente se si avessero ottime conoscenze e doti di ingegneria robotica, gestione microcontrollori, attuatori e sensori ambientali ed un terreno molto ampio, qualche ettaro. 

    L'obiettivo è quello dell'autosufficienza alimentare ed energetica.

    La configurazione "standard" necessita di una o più vasche delle proporzioni di quelle di un allevamento ittico.

    Quindi serve un fiume di portata adeguata che passi adiacente al terreno in cui si realizzerebbe il sistema.

    Vorrei sia chiaro, si tratta di una roba decisamente appariscente che: o la fai in un terreno lontano da qualsiasi centro abitato oppure ti devi procurare un bordello di permessi (cosa che farebbe lievitare tempi e costi)
  • torukhtorukh Colonna
    Pubblicazioni: 1,767
    Blind ha detto:


    Siete sicuri che per "ossigenazione dell'acqua" si intenda "lasciare l'acqua all'aria"?

    Che io sappia, l'ossigenazione si fa con macchinari ad hoc (che hanno un costo e delle spese di essercizio e manutenzione) e con ossigeno puro (che ha anch'esso dei costi) non con l'aria...


    Se l'ossigenazione non è sufficiente o fatta male, i pesci potrebbero non sopravvivere dell'acqua "riciclata" e il sistema si fermerebbe praticamente subito

    Gli ossigenatori sono insufflatori di aria atmosferica: 
    negli allevamenti di trote, che certamente non sono pesci robusti dal punto di vista di condizioni di acque poco ossigenate, l'ossigenazione dell'acqua è prodotta dalla semplice caduta dell'acqua attraverso delle griglie, oppure da rotori a palette con l'asse di rotazione parallelo e giacente sul pelo dell'acqua.

    Degli insufflatori d'aria ridurrebbero l'energia necessaria per ossigenare l'acqua, al massimo si potrebbe anteporre un filtro ma, l'acqua, nei fiumi si ossigena per interfaccia con l'aria atmosferica.

    Per altro si può optare per pesci più robusti ad una scarsa ossigenazione, come le carpe, sempre che questo problema esistesse.
    BlindNemo
  • torukhtorukh Colonna
    modificato July 2018 Pubblicazioni: 1,767
    Se poi si intende fare qualcosa di contenuto per farsi un'idea e capire il funzionamento, si può prendere realizzare una cosa come la seguente.
    materiale: 
    2 vasconi grandi di plastica nera (possibilmente HDPE perché robusto ed elastico) (nera perché altrimenti si riempie di alghe sulle pareti)
    2 vasconi bassi, anche molto larghi
    Vasetti di plastica
    argilla espansa in sassolini
    sfagno o lana di roccia o altro materiale spugnoso e biocompatibile
    pompa per acquari
    1-2 metri di tubo di gomma da giardino
    1 tubo di PVC da 4cm di diametro 1-2 metri di lunghezza
    seghetto da legno,
    silicone o gomma liquida o resina epossidica
    mangime per pesci rossi
    alcuni pesci rossi

    Piazzare un tubo verticale con l'imboccatura al pelo dell'acqua e che esce da sotto il vascone (per sigillare il buco attorno al tubo è perfetto il silicone per acquari ma va bene anche la gomma liquida in tubetti o la resina epossidica).
    Il tubo scende in un altro vascone, sarà il serbatoio.
    L'acqua del serbatoio sarà convogliata in una pompa per acquari con un tubo verticale con l'imboccatura a pochi millimetri dal fondo del serbatoio.
    La pompa spingerà l'acqua fino all'altezza dei vasconi larghi e poco profondi che saranno posti alla maggiore altezza di tutto il sistema.

    Se si usa più di un vascone basso, l'acqua che entra nel primo dovrà poi passare nel secondo per gravità, quindi vanno messi a differente altezza e tra l'uno e l'altro, il foro attraverso cui dovrà passare l'acqua dovrà essere sufficientemente ampio da far svuotare tutto il vascone superiore con una velocità né troppo elevata, né troppo ridotta (l'obiettivo è quello di idratare e nutrire le radici delle piante senza lasciarle per troppo tempo a bagno per evitare che le piante anneghino (una pianta annegata ha marciumi radicali determinati da anossia))

    L'argilla espansa in sassolini (per idroponica) tipo questa
    https://amazon.it/Argilla-Espansa-Idroponica-Gold-Label/dp/B00LB6XUJ0
    andrà versata a fare uno strato uniforme di 2-3cm sul fondo dei vasconi bassi.
    Quindi dovranno essere inseriti i vasetti con all'interno lo sfagno
    versare in fine il resto dell'argilla espansa nel vascone coi vasetti fino al livello del bordo dei vasetti.

    Una volta entrata nel vascone coi vasi (o nei vasconi, se più di uno), l'acqua dovrà scendere di nuovo nel vascone coi pesci attraverso un tubo di gomma che finisce sul 
    fondo del vascone.

    Sul fondo del vascone coi pesci dovrà essere messo un ossigenatore che si può realizzare con uno o più tubi di plastica tappati da una parte, bucherellati e connessi ad un ossigenatore per acquari.

    Ora: l'acqua normalmente resta nel vascone dei pesci e nel serbatoio.
    Nel vascone dei pesci non può superare un certo livello perché c'è il tubo verticale con l'imboccatura a pelo d'acqua che livella facendo scendere l'acqua in più.

    L'acqua nel serbatoio scenderà di livello gradualmente a causa di: 
    evaporazione
    assorbimento da parte delle piante
    Quindi va controllata e se necessario rabboccata, meglio quindi mettere il galleggiante di un WC e collegare il tutto direttamente alla rete idrica.

    La pompa dell'acqua dovrà essere attivata da un timer, il tempo di erogazione dell'acqua e di intervallo dovrà essere deciso in base alle necessità delle piante.
    In questo sistema, le radici delle piante sono il filtro dell'acquario...
    Quindi è bene mettere un numero sufficiente di vasi.

    Inizia con delle fragole o altre piante erbacee di piccola taglia.
    AJDaisyLisaLaufeysonNemoMononokeHime
    Post edited by torukh on
  • Johnnygang80Johnnygang80 Andato
    Pubblicazioni: 217
    Tutto dannatamente interessante.
    E adesso mi sorge un dilemma.
    Considerato che, per quanto mi riguarda, non sussiste nessuna delle due condizioni (soldi a palate e nozioni di ingegneria robotica), potrei giusto pensare (come da tuo ultimo suggerimento) di partire con qualcosa di contenuto. Ma poi, qualora la cosa mi appassionasse, rischierei di affondare economicamente.
    Per cui, fissarsi o sfissarsi? "That is the question"
    Ci penserò/ruminerò a dovere. :))
    AJDaisy
  • torukhtorukh Colonna
    Pubblicazioni: 1,767
    Puoi trovare numerosissimi video su youtube che spiegano innumerevoli differenti tipologie di impianti di coltivazione acquaponica.

    Per alimentare la pompa e l'ossigenatore, e delle lampade led rosso-blu (specifiche per coltivazioni ad alta resa) consiglio uno o più pannelli fotovoltaici flessibili come questi https://svnautica.it/elettrica-e-segnalazione-di-bordo/energia/pannelli-solari/pannelli-solari-flessibili-sunpower-cell-dettaglio.html?gclid=EAIaIQobChMIwPX7ve-v3AIVVuWaCh17OglYEAQYAiABEgKQpPD_BwE

    La Sunpower è una buona marca.

    Il pannello dovrà essere collegato ad una batteria, possibilmente LiFePO4 provvista del suo BMS (battery management system) (trattasi di un circuito di controllo di carica-scarica, che protegge la batteria dalla sovraccarica o dalla sovrascarica.
    Puoi trovare le batterie qui:
    Le celle vanno messe in serie o in parallelo a seconda del BMS che trovi/scegli.

    Di BMS ne esistono un'infinità e si cercano indicando [chimica batteria] BMS [celle in serie] [eventuali paralleli]
    Celle in serie aumentano la tensione, celle in parallelo aumentano la capacità.

    Struttura la batteria in funzione delle pompe aria e acqua e dell'eventuale illuminazione artificiale (perché quest'affare si può fare anche al chiuso)

    Se poi ti vuoi connettere direttamente alla presa elettrica sappi che si tratta di consumi piuttosto contenuti, se non si tiene conto dell'illuminazione che al chiuso dovrebbe stare accesa almeno 9-14 ore al giorno.

    La termoregolazione si semplifica con una serra nel caso del freddo moderato, con una pompa di calore nel caso di freddo o caldo forte, in casa il problema non sussiste perché il sistema tende ad acquisire l'equilibrio termico con l'ambiente in cui si trova.

    Buone ruminazioni... :)
  • Johnnygang80Johnnygang80 Andato
    modificato July 2018 Pubblicazioni: 217
    Mi hai rovinato! Ahahah
    (procedo) :-B
    AJDaisytorukh
    Post edited by Johnnygang80 on
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