L'obiettivo generale del lavoro sperimentale è stato quello di esaminare il funzionamento di un sistema acquaponico andando ad analizzare la crescita della specie ittica e vegetale e il tempo di ritenzione idraulica necessario alle piantine per assimilare i nutrienti e in particolare dei composti azotati, in modo da poter restituire alla specie ittica l'acqua depurata.
Nell'ambito di quest’attività è stato necessario progettare, realizzare e avviare un impianto acquaponico composto da un impianto di acquacoltura a ricircolo (RAS) associato ad un impianto idroponico.
L'acquario utilizzato nella campagna sperimentale ha una capacità di 100 l, per poter soddisfare la necessità di acqua e nutrienti richiesti dalle specie vegetali coltivate nel sistema idroponico; la tecnica di coltivazione utilizzata è la tecnica "Floating system", utilizzando una vasca con una capacità di 45 l e un'altezza di 45 cm; la specie vegetale utilizzata è stata la lattuga mentre la tilapia è stata utilizzata come specie ittica.
Il sistema acquaponico realizzato necessita non solo di un’attenta fase di realizzazione e avvio ma soprattutto di una gestione ottimale per mantenere il sistema in equilibrio, pertanto durante l'attività sperimentale è stato necessario analizzare diversi parametri:
- parametri fisici: temperatura, conducibilità, ORP;
- parametri chimici: pH, %DO, ppmDO, salinità, torbidità, azoto ammoniacale, azoto totale;
- anioni: fluoruro, cloruro, nitrito, nitrato, bromuro, fosfato, solfato;
- cationi: alluminio, boro, cadmio, calcio, cobalto, cromo, ferro, magnesio, manganese, molibdeno, nichel, piombo, potassio, rame, sodio, zinco;
- carbonio: TOC, TIC, TC, DOC, DC;
- parametri biologici: colonie batteriche.
Le analisi svolte durante l'attività sperimentale sono state fondamentali per comprendere al meglio il funzionamento del sistema e analizzare i processi che avvengono nell'unità idroponica, al fine di verificare se le specie vegetali riuscissero a depurare l'acqua dai composti azotati.
La realizzazione del sistema acquaponico è stata importante per mettere a punto trattamenti futuri in modo da ottimizzare l'efficienza dei sistemi acquaponici.
Analisi dei risultati e sviluppi futuri.
Il presente studio ha mostrato che sebbene la crescita della specie ittica e vegetale garantisce il funzionamento del sistema acquaponico realizzato necessita di un’ottimizzazione. I risultati hanno mostrato che il sistema idroponico non è stato in grado di depurare completamente il flusso idrico dai composti azotati; pertanto per migliorare la tecnologia è opportuno integrare il sistema con l'utilizzo di una biotecnologia, ovvero l'utilizzo di una membrana filtrante al fine di migliorare la qualità dell'acqua da inviare all'acquario.
La componente di filtrazione a membrana manterrebbe più alti livelli di solidi e microbi sospesi aumentando l'efficienza di nitrificazione e aumenterebbe l'assorbimento dei composti azotati da parte delle piante.
I sistemi acquaponici risultano una tecnologia promettente, consentono di ridurre le quantità di fertilizzati nell'unità idroponica e gli impatti ambientali rispetto ai tradizionali sistemi idroponici.