Cos’è l’acquaponica?

Cos’è l’acquaponica? Come fa questa innovativa tecnica agricola a funzionare grazie a pesci e piante? Probabilmente hai già sentito parlare della tecnica acquaponica, l’alternativa più tecnologica e sostenibile all’agricoltura tradizionale.

Questo sistema ricrea un ecosistema armonioso in cui pesci e piante coesistono e crescono nella stessa acqua. Grazie all’utilizzo di questa metodologia innovativa, è possibile risparmiare fino al 90% di acqua rispetto ai sistemi tradizionali. Scopri come implementare l’acquaponica nella tua attività agricola, ittica o casalinga per ottenere risultati eccezionali e contribuire alla sostenibilità ambientale.

Definizione di acquaponica

L’acquaponica rappresenta un sistema innovativo di coltivazione che combina l‘allevamento dei pesci con la crescita delle piante all’interno di un ambiente chiuso.

Questo metodo si basa sul ricircolo continuo dell’acqua, in cui i rifiuti prodotti dai pesci vengono trasformati in nutrienti essenziali per il nutrimento delle piante stesse. Allo stesso tempo, le piante filtrano e purificano l’acqua, creando un ambiente sano per i pesci. Questa tecnologia sfrutta le moderne tecniche di idroponica e acquacoltura, consentendo la coltivazione senza l’utilizzo del terreno e riducendo notevolmente lo spreco di acqua.

L’intero sistema funziona in modo circolare, con il riciclo costante dell’acqua e una riduzione significativa degli scarti idrici. In sintesi, l’acquaponica unisce l’allevamento dei pesci alla coltivazione delle piante attraverso un sistema integrato e biologico, in cui l’acqua viene riciclata tra le diverse sezioni dell’impianto, creando un ecosistema equilibrato.

Etimologia e significato della parola acquaponica 📖

“Aquafonica? Acquatonica? Acquasonica? Cos’è e cosa vuol dire realmente “acquaponica”? Prima di approfondire le origini storiche della coltivazione con tecnica acquaponica, prestiamo attenzione all’etimologia e al significato della parola stessa. La parola acquaponica deriva dal latino. Il termine “acqua” fa riferimento ad aqua,-ae ed è ricondotto alla radice indoeuropea ak-, che significa piegare e all’acqua. La seconda parte della parola invece deriva da pόnos che significa lavoro.

Aqua

Ponica

= Piegare il lavoro con l’acqua

Il termine della parola comunque, come usato nella società contemporanea, si riferisce con la parola acquaponica all’unione delle parole (e delle tecniche) “acquacoltura” e “idroponica“.

Cos’è l’acquaponica?

Per rispondere alla domanda cos’è l’acquaponica, possiamo affermare che è quella tecnica agricola che unisce l’allevamento di animali acquatici e la coltivazione di piante fuori suolo in un riciclo d’acqua chiuso e continuo. Prima di spiegare il suo funzionamento però è necessario chiarire cosa sono le tecniche “acquacoltura” e “idroponica”.

La storia dell’acquaponica 📜

La tecnica di coltivazione acquaponica ha una lunga storia che risale a prima delle innovazioni tecnologiche del ventesimo secolo. Le sue origini possono essere rintracciate in diverse regioni del mondo, come il Medio Oriente, la Cina e la valle del Messico, sebbene i metodi utilizzati all’epoca fossero diversi da quelli adottati oggi. Tuttavia, è nel contesto moderno, con l’avanzamento tecnologico e l’impatto dell’attività umana sull’ambiente, che gli studi sulla tecnica acquaponica come la conosciamo oggi hanno preso il via.

Acquacoltura 🐟

Per acquacoltura s’intende, in generale, l’insieme delle tecniche di allevamento controllato per la produzione di pesci per consumazione umana esclusa la pesca.

Uno dei principali problemi riscontrati nell’uso dell’acquacoltura tradizionale intensiva è la necessità di grandi spazi, che comporta un consumo considerevole di terra e acqua, nonché un’elevata contaminazione ambientale e un’incertezza riguardo alla salute dei pesci allevati. Per affrontare queste problematiche, gli acquacoltori hanno sviluppato sistemi a ricircolo (Recirculating Aquaculture System – R.A.S.).

Questi sistemi vengono realizzati con vasche fuori suolo, collocate sopra il terreno. Nel corso degli anni, l’adozione di questa metodologia ha permesso di sviluppare sistemi sempre più sostenibili. Tuttavia, lo smaltimento delle acque reflue rimane una sfida da affrontare nonostante tali innovazioni. I sistemi di acquacoltura a ricircolo comprendono una serie di processi e trattamenti.

In breve, l’acqua viene opportunamente trattata e sanificata per garantire l’igiene dei pesci nell’ambito delle operazioni di allevamento intensivo. Ciò viene realizzato attraverso il filtraggio meccanico o biologico e l’applicazione di trattamenti come l’ozonizzazione. In tali impianti, è fondamentale mantenere parametri quali il pH, la temperatura, l’ossigeno e l’ammoniaca entro livelli adeguati.

Idroponica 🌱

L’idroponica è la coltivazione di vegetali senza l’utilizzo del suolo. Nello specifico, è una tecnologia finalizzata alla coltivazione di piante in un riciclo chiuso di acqua.

In primo luogo, la coltura idroponica consente produzioni controllate sia dal punto di vista qualitativo sia da quello igienico-sanitario.

Molti sono i vantaggi legati al non-sfruttamento del suolo e al notevole risparmio idrico. La configurazione dell’impianto idroponico può variare in relazione alle esigenze di progettazione:

• Letti di Crescita (media bed). Le piante sono all’interno di vasche o vasi che poggiano sopra substrati come lana di roccia, pietra lavica, lapillo vulcanico o argilla espansa.
• Zattere galleggianti DWC (Deep Water Culture). Le piante sono collocate sopra zattere galleggianti all’interno di vasche piene d’acqua. Solitamente a circa 30-45 cm. Le radici della pianta sono sommerse nell’acqua.
• Torri verticali (Vertical Towers). Le piante risiedono all’interno di canaline poste in posizione verticale. Le radici toccano poco o parzialmente l’acqua.
• Nutrient Film technique (NFT). La pianta appoggia con dei vasetti all’interno di canaline, solitamente in PVC. Le canaline vengono attraversate da un piccolo strato (film) di acqua. Le radici toccano parzialmente l’acqua.

Per ottimizzare ulteriormente l’efficienza, possono essere adottate diverse soluzioni innovative.

L’utilizzo di luci a LED offre numerosi vantaggi. Queste luci altamente efficienti dal punto di vista energetico e possono essere progettate per emettere specifiche lunghezze d’onda, ottimizzando la crescita delle piante.

Le torri verticali rappresentano un’altra soluzione innovativa. Queste strutture verticali consentono di sfruttare al massimo lo spazio disponibile, aumentando la densità di coltivazione.

Cos’è l’acquaponica: come funziona?

L’acquaponica dunque è un sistema di coltivazione innovativo che si basa sulla stretta interazione tra tre elementi chiave: pesci, batteri e piante.

Questo metodo sfrutta un approccio integrato in cui ogni componente svolge un ruolo fondamentale all’interno dell’ecosistema:

1. Iniziamo con i pesci. Nell’acquaponica, i pesci vengono allevati in vasche apposite. Durante il loro normale processo di crescita, i pesci producono rifiuti, principalmente sotto forma di ammoniaca, che viene rilasciata nell’acqua. Questa ammoniaca, se lasciata senza trattamento, potrebbe diventare tossica per i pesci stessi.
2. Ecco dove entrano in gioco i batteri. Nell’acquaponica, i batteri nitrificanti, noti anche come batteri del ciclo dell’azoto, si colonizzano all’interno del sistema. Questi batteri trasformano l’ammoniaca in nitrati, che costituiscono una forma di nutrimento essenziale per le piante.
3. Infine, le piante. Le piante coltivate nell’acquaponica traggono beneficio dall’acqua ricca di nutrienti proveniente dalle vasche dei pesci. Assorbono i nitrati dall’acqua e li utilizzano come fonte di nutrimento per la crescita e lo sviluppo. Inoltre, le radici delle piante filtrano e purificano l’acqua, rimuovendo i nutrienti in eccesso e contribuendo alla creazione di un ambiente sano per i pesci.

L’interazione tra pesci, batteri e piante crea un ciclo virtuoso all’interno del sistema.

I pesci forniscono i nutrienti necessari per la crescita delle piante attraverso i loro rifiuti, mentre le piante purificano l’acqua, creando un ambiente adatto per i pesci. I batteri svolgono un ruolo di fondamentale importanza nel trasformare l’ammoniaca in una forma di nutrimento utilizzabile dalle piante.

I componenti di un sistema d’acquaponica

Nel sistema di coltivazione acquaponico, sono presenti diversi componenti fondamentali che lavorano insieme per creare l’ecosistema. Vediamo quali sono i principali componenti:

• Serbatoio dei pesci o acquario: Il serbatoio dei pesci è il cuore del sistema acquaponico. Qui vengono ospitati i pesci, che forniscono i nutrienti essenziali per le piante.
• Letto di coltivazione: Il letto di coltivazione è il luogo in cui le piante vengono alloggiate per la crescita. Può essere costituito da letti di media, come ghiaia o argilla espansa, oppure da sistemi a vasche o tubi.
• Sistema di filtraggio: Un sistema di filtraggio efficace è essenziale per mantenere l’acqua pulita e garantire la salute dei pesci. Questo può includere filtri meccanici, come pre-filtri e biofiltri, che rimuovono le particelle solide e i detriti dall’acqua.
• Pompa e sistema di ricircolo: Una pompa è necessaria per far circolare l’acqua tra il serbatoio dei pesci e il letto di coltivazione. Questo sistema di ricircolo consente una distribuzione uniforme dei nutrienti alle piante e mantiene l’acqua in movimento per evitare la stagnazione e promuovere l’ossigenazione.

Ogni componente del sistema acquaponico svolge un ruolo cruciale nel creare un ambiente equilibrato in cui piante e pesci possono crescere in simbiosi. Una corretta progettazione e un’adeguata manutenzione di questi componenti contribuiranno al successo del tuo sistema acquaponico.

Cos’è l’acquaponica: il Ciclo dell’Azoto ♻️

Per capire meglio cos’è l’acquaponica, deve essere chiaro il funzionamento di base: il “Ciclo dell’Azoto”.

L’acquaponica si basa sul funzionamento del ciclo dell’azoto, un processo naturale che avviene nell’ambiente. Questo ciclo consente lo scambio di gas tra il terreno, l’aria e gli organismi viventi.

Il ciclo dell’azoto porta così alla trasformazione dei composti organici. I batteri presenti nel sistema convertono i rifiuti prodotti dai pesci in nutrienti per le piante. In pratica, il terreno (nell’acquaponica il biofiltro) assorbe l’azoto attraverso l’ammonio, i nitriti e i nitrati derivanti dai rifiuti degli animali, trasformandoli in fertilizzante e nutrimento per le piante. Questo meccanismo fondamentale permette il corretto funzionamento dell’acquaponica.

Ciclo dell’azoto in acquaponica: come funziona?

I pesci

I pesci sono solitamente collocati all’interno di grandi vasche, di acquari o piccoli laghetti. Specificando, tramite l’alimentazione, i pesci producono gli scarti necessari a creare successivamente le giuste condizioni nell’impianto.​

All’interno degli impianti acquaponici, i pesci rilasciano queste sostanze sotto forma di ammoniaca (NH3). Questo perché nell’acqua sono presenti sostanze e composti che non sono subito disponibili per l’apparato radicale delle piante.

Quando questi scarti vengono “mineralizzati”, rilasciano Azoto (N), un elemento chimico presente in tutte le forme di vita, nonché uno dei principali nutrimenti di tutte le piante. Questi scarti infatti sono un ottimo fertilizzante naturale per le piante, ma prima devono essere trasformati.

Il flusso d’acqua 💧

Il flusso d’acqua all’interno degli impianti di acquaponica è gestito attraverso l’utilizzo di tubi e pompe elettriche o sistemi meccanici. Questo permette all’acqua di circolare in modo continuo nel sistema.

A seconda delle specifiche dell’impianto, dei pesci e delle piante presenti, è comune integrare un sistema di aerazione dell’acqua. Questo è essenziale poiché i pesci, le piante e i batteri necessitano di ossigeno per sopravvivere. Mantenere un adeguato livello di ossigeno nell’acqua migliora la salute e la vitalità di tutti gli organismi coinvolti nel sistema.

Gli impianti d’acquaponica di medie e grandi dimensioni possono includere anche ulteriori componenti, come un filtro UV e sistemi di filtraggio supplementari. Questi componenti aggiuntivi contribuiscono a migliorare la qualità dell’acqua, rimuovendo impurità e garantendo un ambiente più sano per i pesci, i batteri e le piante.

Il flusso d’acqua costante e l’implementazione di dispositivi aggiuntivi permettono di mantenere un ambiente equilibrato e ottimale all’interno dell’impianto di acquaponica, favorendo la salute e la crescita degli organismi coinvolti.

I batteri 🦠

Per comprendere cos’è l’acquaponica e come funzioni, è necessario comprendere tutti gli elementi costitutivi del sistema. I batteri, ad esempio, svolgono un ruolo cruciale negli impianti di acquaponica, contribuendo all’elaborazione delle sostanze nutritive e riproducendo i processi naturali come nelle coltivazioni tradizionali a terreno.

L’acqua all’interno del sistema attraversa una fase di filtrazione biologica o meccanica, che offre un ambiente ideale per la crescita della comunità batterica.

Tuttavia, l’ammoniaca presente nell’acqua è tossica e non è immediatamente utilizzabile dalle piante. È qui che entrano in gioco i “batteri nitrificanti“, un gruppo speciale di batteri. I batteri nitrificanti svolgono un ruolo fondamentale nella trasformazione dell’ammoniaca in sostanze nutrienti utilizzabili dalle piante.

Essi convertono l’ammoniaca in nitriti e successivamente in nitrati, che sono una forma di azoto più facilmente assimilabile dalle piante.

La presenza dei batteri nell’acquaponica fornisce equilibrio e resilienza al sistema. Essi contribuiscono a mantenere una corretta composizione chimica dell’acqua, garantendo un ambiente sano per i pesci e fornendo alle piante i nutrienti essenziali per la loro crescita. L’interazione tra i batteri, i pesci e le piante all’interno del sistema acquaponico crea una sinergia benefica che promuove la prosperità e l’equilibrio complessivo del sistema.

Il bio-filtro

Cos’è il bio-filtro utilizzato negli impianti d’acquaponica? Un componente chiave nell’acquaponica è il biofiltro, dove i batteri “lavorano” e svolgono un ruolo cruciale nel processo di filtrazione biologica dell’acqua.

L’acqua all’interno del sistema attraversa il biofiltro, che fornisce un ambiente ideale per la crescita della comunità batterica. Questi batteri, noti come batteri nitrificanti, sono responsabili della trasformazione dell’ammoniaca.

Questi batteri appartengono ai generi Nitrosomonas e Nitrobacter. Essi formano delle colonie sotto forma di biofilm sulla superficie dei materiali inerti presenti in acqua e nel biofiltro. Una volta che i batteri si sono stabiliti, è necessario mantenere in salute l’ambiente acquatico e consentire loro di fare il loro lavoro consentendoli in questo modo di agire come un sistema di filtrazione completamente naturale.

Il procedimento del Ciclo dell’Azoto avviene pertanto con la conversione dell’ammoniaca e dell’ammonio (contenenti azoto) in sostanze nutrienti:

1. In primo luogo i batteri AOB (Ammonia Oxidizing Bacteria) convertono l’ammoniaca in nitriti (NO2-).
2. Quindi, i batteri NOB (Nitrite Oxiding Bacteria) prendono il sopravvento e li convertono in nitrati (NO3-).
3. Così facendo l’apparato radicale delle piante può assimilare i nitrati con facilità.

Una buona biofiltrazione è pertanto il pilastro chiave della stabilità chimica del sistema acquaponico. I media o supporti comunemente usati per consentire ai batteri di “aggrapparsi” sono:

• Media Bed, ovvero vasi contenenti substrati inerti;
• Sabbia;
• Ghiaia;
• Supporti plastici specializzati come le BioBalls.

Le piante

Le piante giocano un ruolo fondamentale nei sistemi di acquaponica, poiché assorbono i nutrienti presenti nell’acqua. In particolare, le radici delle piante assorbono sia i macro- che i micronutrienti essenziali per la loro crescita sana e rigogliosa. Mentre le radici assorbono l’azoto e altri nutrienti, il processo di fitodepurazione contribuisce a purificare l’acqua da sostanze indesiderate, migliorandone la qualità complessiva. Per ottenere una crescita ottimale delle piante, gli impianti di acquaponica possono essere posizionati in serre o all’interno di ambienti interni, dove possono beneficiare di luce artificiale. Le lampade a luce ultravioletta, ad esempio, possono essere utilizzate per fornire la giusta intensità luminosa e spettro di luce alle piante, stimolando la fotosintesi e promuovendo una crescita sana e vigorosa.

Grazie alla combinazione dell’acqua ricca di nutrienti proveniente dagli scarti dei pesci e alla luce adeguata, le piante crescono in modo efficiente e producono raccolti di alta qualità. Inoltre, l’ambiente chiuso delle serre o degli spazi interni consente un controllo più preciso delle condizioni ambientali, come temperatura e umidità, ottimizzando ulteriormente la crescita delle piante.

I vantaggi dell’acquaponica 💚

L’acquaponica, come metodo di coltivazione sostenibile, offre numerosi vantaggi ambientali, sociali ed economici. Vediamo dunque quali sono i principali benefici derivanti dall’utilizzo dell’acquaponica:

Efficienza ambientale

• Utilizzo efficiente delle risorse idriche: L’acquaponica richiede solo una frazione dell’acqua necessaria rispetto ai metodi tradizionali di coltivazione del suolo. L’acqua viene riciclata continuamente nel sistema, riducendo lo spreco idrico.
• Riduzione dell’inquinamento idrico: Grazie al sistema di filtraggio presente nell’acquaponica, gli agenti inquinanti e i nutrienti in eccesso sono rimossi dall’acqua, riducendo l’impatto negativo sulle risorse idriche circostanti.
• Minore impiego di fertilizzanti chimici: L’acquaponica sfrutta il ciclo naturale di nutrienti tra pesci e piante, riducendo la necessità di fertilizzanti chimici artificiali. Ciò contribuisce a diminuire l’inquinamento del suolo e delle acque sotterranee.

Benefici sociali

• Produzione locale di cibo: L’acquaponica può essere praticata in spazi limitati, come balconi o giardini urbani, consentendo alle comunità di produrre il proprio cibo in modo sostenibile e a km zero. Questo favorisce la sicurezza alimentare e promuove la connessione tra le persone e la produzione alimentare.
• Coinvolgimento comunitario: L’acquaponica può essere un’attività condivisa che coinvolge la comunità locale, incoraggiando la partecipazione, l’apprendimento e la condivisione di conoscenze.
• Educazione ambientale: L’acquaponica può essere utilizzata come strumento didattico per insegnare agli individui di tutte le età i principi dell’ecosistema, della sostenibilità e dell’agricoltura urbana.

Vantaggi economici

• Riduzione dei costi di produzione: La coltivazione acquaponica può ridurre i costi di acquisto di fertilizzanti, pesticidi e acqua. Inoltre, la produzione in loco può ridurre i costi di trasporto e distribuzione.
• Potenziale di reddito supplementare: L’acquaponica può offrire opportunità di business per la vendita di prodotti freschi, come verdure, erbe aromatiche e pesci, sia ai consumatori locali che ai ristoranti.
• Utilizzo di spazi non convenzionali: L’acquaponica può essere praticata in spazi urbani, come tetti, cantine o vecchi edifici, che altrimenti rimarrebbero inutilizzati, offrendo un’opportunità di recupero e riqualificazione.

Leggi tutti i pro e contro della tecnica acquaponica

Quali pesci si possono allevare in acquaponica?

Sono molte le specie di pesci che possono essere allevate in acquaponica. Per essere adatti, i pesci devono essere compatibili all’allevamento ittico. Ogni specie ha le sue esigenze e deve essere adatto alla crescita in cattività.

I pesci in acquaponica devono:

• Prosperare in condizioni affollate;
• Essere resistenti a eventuali fluttuazioni dei livelli di ossigeno disciolto (DO), nonché alla saturazione dei nitrati e alle fluttuazioni del pH;
• Resistere a eventuali malattie e parassiti.

A ogni modo, i pesci comunemente utilizzati in acquaponica sono:

• La Tilapia: Uno dei pesci più utilizzati e testati, nonché uno dei più allevati e commercializzati al mondo. Si adatta molto bene alle temperature e cresce con molta velocità.
• Trota iridea: Un pesce molto pregiato per il suo gusto. Predilige acque fredde e altamente ossigenate.
• Barramundi: Detto anche “branzino asiatico” è un pesce che predilige le temperature calde.
• Gambero di fiume e d’acqua dolce; Sono varie le specie di gambero d’acqua dolce che si possono utilizzare in acquaponica.
• Pesce gatto;
• Anguilla europea;
• Carpa Koi. Un pesce da collezione molto bello e famoso. Utilizzatissima in acquaponica per la sua duttilità e adattamento. La Carpa Koi non è commestibile.
• Pesci rossi o da acquario. I pesci rossi sono molto usati in acquaponica. Derivano dalla famiglia delle carpe. Estremamente duttili.

Quali piante si possono cotivare in acquaponica?

• Lattuga
• Radicchio
• Basilico
• Aglio
• Menta
• Timo
• Bietola
• Peperoncino
• Melanzana
• Pomodori
• Datterino
• Rucola
• Broccolo
• Cipolla
• Piselli
• Fagioli
• Peperoni
• Zucchine
• Salvia
• Spinaci
• Broccoli
• Verza

Inoltre sono spesso utilizzati anche i germogli, in particolar modo di:

• Cavolo rosso
• Mungo
• Lenticchie
• Erba medica
• Piselli
• Ravanelli

Sono inoltre già stati testati:

• Banano
• Carote
• Limes, limoni e arance
• Tabacco
• Cannabis
• Anguria
• Piante officinali
• Moltissime piante ornamentali, come le orchidee.

Gestione e manutenzione di un impianto di acquaponica 🔧

Cos’è l’acquaponica: in conclusione

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