Ghid de acvacultură recirculantă
Introducere în noile sisteme de piscicultură cu circuit închis, înalt productive şi prietenoase cu mediul
An introduction to the new environmentally friendly and highly productive closed fish farming systems
Jacob Bregnballe
An introduction to the new environmentally friendly and highly productive closed fish farming systems 2022
Jacob Bregnballe
Jacob Bregnballe
Introducere în noile sisteme de piscicultură cu circuit închis, înalt productive şi prietenoase cu mediul
Publicat de Organizaţia Naţiunilor Unite pentru Alimentaţie şi Agricultură (FAO) şi
EUROFISH International Organisation
Citare obligatorie: Bregnballe, J. 2024. Ghid de acvacultură recirculantă – Introducere în noile sisteme de piscicultură cu circuit închis, înalt productive şi prietenoase cu mediul. Rome, FAO and Eurofish International Organisation.
Titull origjinal: Bregnballe, J. 2022. A guide to recirculation aquaculture – An introduction to the new environmentally friendly and highly productive closed fish farming systems. Rome. FAO and Eurofish International Organisation. https://doi.org/10.4060/ cc2390en
The designations employed and the presentation of material in this information product do not imply the expression of any opinion whatsoever on the part of the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) or Eurofish International Organisation concerning the legal or development status of any country, territory, city or area or of its authorities, or concerning the delimitation of its frontiers or boundaries. The mention of specific companies or products of manufacturers, whether or not these have been patented, does not imply that these have been endorsed or recommended by FAO or Eurofish International Organisation in preference to others of a similar nature that are not mentioned. For images where no references are mentioned, AKVA group is the source.
The views expressed in this information product are those of the author(s) and do not necessarily reflect the views or policies of FAO or Eurofish International Organisation.
ISBN 978-92-5-139443-4 [FAO]
ISBN 978-87-9-926016-4 [EUROFISH]
© FAO and Eurofish International Organisation, 2024
Some rights reserved. This work is made available under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 IGO licence (CC BY-NC-SA 3.0 IGO; https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/igo/legalcode).
Under the terms of this licence, this work may be copied, redistributed and adapted for non-commercial purposes, provided that the work is appropriately cited. In any use of this work, there should be no suggestion that FAO or Eurofish endorses any specific organization, products or services. The use of the FAO and Eurofish logo is not permitted. If the work is adapted, then it must be licensed under the same or equivalent Creative Commons license. If a translation of this work is created, it must include the following disclaimer along with the required citation: “This translation was not created by the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) or Eurofish. FAO or Eurofish are not responsible for the content or accuracy of this translation. The original English edition shall be the authoritative edition.”
Disputes arising under the licence that cannot be settled amicably will be resolved by mediation and arbitration as described in Article 8 of the licence except as otherwise provided herein. The applicable mediation rules will be the mediation rules of the World Intellectual Property Organization http://www.wipo.int/amc/en/mediation/rules and any arbitration will be in accordance with the Arbitration Rules of the United Nations Commission on International Trade Law (UNCITRAL)
Third-party materials. Users wishing to reuse material from this work that is attributed to a third party, such as tables, figures or images, are responsible for determining whether permission is needed for that reuse and for obtaining permission from the copyright holder. The risk of claims resulting from infringement of any third-party-owned component in the work rests solely with the user.
Sales, rights and licensing. This product is available on the FAO website (www.fao.org/publications) and the Eurofish website (www.eurofish.dk/activities/publications/) and can be purchased through publications-sales@fao.org or info@eurofish.dk. Requests for commercial use should be submitted via: www.fao.org/contact-us/licence-request. Queries regarding rights and licensing should be submitted to: copyright@fao.org or info@eurofish.dk
Traducerea acestui ghid din engleză în română a fost realizată de Cătălin Platon (ROMFISH). Traducerea acestui ghid din engleză în română a fost realizată de Cătălin Platon (ROMFISH).
Restricţiile riguroase de mediu care impun reducerea poluării în pepinierele şi instalaţiile de acvacultură din ţările Europei de Nord au stimulat dezvoltarea tehnologică rapidă a sistemelor recirculante. Recircularea asigură, de asemenea, producţii de acvacultură mai mari şi constante cu o incidenţă scăzută a bolilor şi metode mai bune de control al parametrilor care influenţează creşterea. Această dezvoltare tehnologică este binevenită fiind pe deplin aliniată Codului FAO de conduită pentru un sector pescăresc responsabil. Prezentele orientări privitoare la acvacultura cu recirculare completează activitatea în domeniul acvaculturii durabile şi prietenoase cu mediul pe care Biroul Regional FAO pentru Europa şi Asia Centrală o desfăşoară.
Tehnica recirculării apei are avantajul că pepinierele nu mai trebuie amplasate, neapărat, în zonele cu apă curată de lângă cursurile de apă. Acum ele pot fi amplasate aproape oriunde, utilizând resurse de apă, mult mai mici, lipsite de germeni. Din aceste motive, a fost o plăcere pentru FAO să sprijine elaborarea ghidului de faţă care, sperăm, va inspira şi va ajuta fermierii din acvacultură să adopte, în viitor, sistemele recirculante.
Haydar Fersoy
Funcţionar Superior pentru Pescuit şi Acvacultură
Biroul Regional FAO pentru Europa şi Asia Centrală
Devenit deja unul dintre sectoarele din agricultură şi alimentaţie cu cea mai rapidă creştere din lume, acvacultura are potenţialul de a continua creşterea în furnizarea, la nivel global, a produselor din peşte sănătoase şi de înaltă calitate. În condiţiile în care, la nivel global, producţia din pescuit a fost relativ stabilă în ultima decadă, ridicându-se la 92 de milioane de tone în 2019, producţia din acvacultură a fost de 85 de milioane de tone, ceea ce reprezintă o creştere de 48% faţă de 2010.
Atenţia crescută acordată durabilităţii, nevoilor consumatorilor, siguranţei alimentare şi eficienţei costurilor în acvacultură necesită o dezvoltare permanentă a noilor tehnologii de producţie. În general, acvacultura afectează mediul înconjurător, dar nivelul de dezvoltare a metodelor recirculante reduce considerabil acest efect în comparaţie cu metodele tradiţionale de creştere a peştelui. Astfel, sistemele recirculante prezintă două mari avantaje imediate: eficienţa costurilor şi reducerea impactului asupra mediului. Acest ghid se concentrează pe tehnicile de conversie de la metodele tradiţionale de cultură către sistemele recirculante şi avertizează fermierul asupra capcanelor care trebuie evitate pe acest traseu.
Ghidul se bazează pe experienţa unuia dintre cei mai importanţi experţi în acest domeniu, Jacob Bregnballe de la Grupul AKVA. Sperăm că acest ghid va fi un instrument util pentru fermierii care doresc să se reorienteze către sistemele recirculante.
Marco Frederiksen Director
Eurofish International Organisation
Prezentarea autorului, Jacob Bregnballe, şi a Grupului AKVA
Jacob Bregnballe, din echipa Grupului AKVA, a lucrat peste 40 de ani cu sistemele recirculante. Şi-a condus propria fermă timp de 25 de ani şi a fost implicat în multe inovaţii tehnologice care vizau imbunătăţirea sistemelor recirculante pentru a gamă largă de specii de acvacultură. A lucrat, de asemenea, în calitate de consultant internaţional în acvacultură şi are un masterat la Universitatea din Copenhaga. În prezent, este Director de afaceri pentru acvacultura terestră în cadrul Grupului AKVA, cea mai mare companie de tehnologie pentru acvacultură din lume, care acoperă toate aspectele acvaculturii, atât terestră cât şi marină. Compania are peste 40 de ani de experienţă în proiectarea şi producerea vivierelor flotabile din oţel sau plastic, ambarcaţiuni tehnologice, sisteme de furajare, şlepuri de furajare, sisteme de senzori şi softuri pentru acvacultură, furnizând în acelaşi timp soluţii şi asistenţă pentru orice cerinţă în domeniul sistemelor recirculante din acvacultură.
Jacob Bregnballe AKVA group Land Based A/S Venusvej 24, 7000 Fredericia Denmark
Mob.: (+45) 2068 0994 jbregnballe@akvagroup.com www.akvagroup.com
Sistemul recirculant utilizat în acvacultură este, în esenţă, o tehnologie pentru creşterea peştelui şi a altor organisme acvatice care foloseşte reutilizarea apei în sistemul productiv. Tehnologia se bazează pe utilizarea filtrelor mecanice şi biologice, metoda putând fi folosită pentru orice specie din acvacultură, precum peşti, crustacee, moluşte etc. Tehnologia recirculantă este, totuşi, utilizată în special pentru piscicultură, iar acest ghid este destinat celor care lucrează în această ramură a acvaculturii.
Utilizarea sistemelor recirculante de acvacultură (SAR) se dezvoltă rapid în multe zone ale sectorului de piscicultură, iar sistemele care sunt instalate în unităţile de producţie variază de la instalaţii imense care produc multe tone de peşte de consum anual, până la sisteme mici, complexe, utilizate pentru repopulare sau pentru a salva speciile pe cale de dispariţie.
Recircularea poate fi realizată la diverse intensităţi, în funcţie de cât de multă apă este recirculată sau refolosită. Multe ferme bazate pe SAR conţin sisteme de creştere intensivă, instalate într-o clădire închisă şi izolată, care utilizează, anual, mai puţin de 300 de litri de apă proaspătă pe kilogramul de peşte produs. Consumul de apă poate fi redus şi mai mult, la circa 30-40l/kg de peşte produs dacă denitrificarea şi extracţia fosforului sunt conectate circuitului SAR. Alte sisteme sunt cele tradiţionale în aer liber care au fost modernizate ca sisteme recirculante, şi care utilizează circa 3m3 de apă proaspătă pe kilogramul de peşte produs anual. Un sistem tradiţional deschis de producere a păstrăvului utilizează, în mod curent, circa 30m3 de apă/kg de peşte produs, ceea ce reprezintă de circa 100 de ori mai multă apă decât utilizează în mod obişnuit un sistem SAR.
Figura 1.1 Sistem recirculant de interior
Un alt mod de a calcula gradul de recirculare este prin utilizarea formulei:
[debitul intern de recirculare/(debitul intern de recirculare + aportul de apă proaspătă)] x 100
Formula a fost utilizată în figura 1.2 pentru a calcula gradul de recirculare pentru diferite intensităţi ale sistemului şi, de asemenea, pentru a face comparaţia cu alte moduri de calcul al ratei de recirculare.
Tabelul 1.1 Comparaţia gradului de recirculare la diferite intensităţi productive şi între modurile de măsurare a gradului de recirculare
Tipul sistemului
Consum de apă proaspătă pe kg de peşte produs anual
Consum de apă proaspătă m3 pe oră
Consum de apă proaspătă pe zi din totalul volumului de apă din sistem
Calculele se bazează pe exemplul teoretic al unui sistem care produce 500 tone/an, recirculă apa o dată pe oră, la un coeficient de conversie a furajului de 1,0 şi un volum total de apă de 4000m3, din care volumul bazinelor este de 3000m3 .
Din punct de vedere al mediului, cantitatea limitată de apă utilizată în sistemul recirculant este benefică, deoarece apa a devenit o resursă limitată în multe regiuni ale lumii. De asemenea, utilizarea unor volume limitate de apă, face ca înlăturarea nutrienţilor din produşii de excreţie ai peştelui, să fie mult mai simplă şi mai ieftină, deoarece volumul apei evacuate din sistem este mult mai mic decât în cazul fermelor tradiţionale. Sistemele recirculante din acvacultură pot, din aceste motive, să fie considerate drept cele mai prietenoase cu mediul metode, de producere a peştelui la un nivel viabil din punct de vedere comercial. Nutrienţii din fermele piscicole pot fi utilizaţi ca îngrăşăminte pentru terenurile agricole sau pentru producerea de biogaz.
Termenul de “zero efluent” este de multe ori utilizat în legătură cu piscicultura însă, deşi este posibilă evitarea evacuării din fermă a nămolului şi a apei, eliminarea ultimelor urme de nutrienţi este, de cele mai multe ori, o operaţiune foarte costisitoare. Din acest motiv, este de preferată solicitarea unui permis de evacuare, care dă dreptul evacuării nutrienţilor la un nivel care să permită proiectului să fie viabil din punct de vedere economic şi în acelaşi timp, să reducă impactul negativ asupra mediului.
Totuşi, cel mai interesant este faptul că utilizarea unor volume limitate de apă furnizează un avantaj productiv enorm în ferma piscicolă. Piscicultura tradiţională este total dependentă de condiţiile externe, cum ar fi temperatura apei râului, gradul de salubritate a apei, nivelele concentraţiei oxigenului dizolvat, ori vegetaţia sau frunzele care plutesc şi care colmatează filtrele de la alimentare etc. Ȋntr-un sistem recirculant, aceşti factori externi sunt eliminaţi total sau parţial, în funcţie de gradul de recirculare şi de particularităţile constructive ale instalaţiei.
Recircularea permite fermierului să controleze complet toţi parametrii productivi, iar capacitatea fermierului de a opera sistemul recirculant în sine devine la fel de importantă ca priceperea sa de a îngriji peştii.
Controlul unor parametri ca temperatura apei, nivelele de oxigen sau ritmul circadian, în cazurile în care acesta contează, furnizează condiţii optime şi stabile pentru peşti şi, prin urmare, mai puţin stres şi o creştere mai bună. Aceste condiţii stabile conduc la un model constant şi predictibil de creştere, ceea ce permite
Figura 1.3 Câţiva dintre parametrii care afectează creşterea şi starea optimă a peştelui de cultură
Temperatură
Lumină
Debit de apă
Oxigen
Salinitatee
Dioxid de Carbon
Densitate Rata furajării
pH
Materie organică
fermierului să prevadă cu precizie momentul în care peştele a atins o anumită etapă sau dimensiune. Avantajul major al acestei caracteristici este constituit de faptul că permite elaborarea unui plan de producţie precis şi cunoaşterea exactă a momentului în care peştele atinge parametrii de comercializare. Aceasta îmbunătăţeşte managementul fermei şi întăreşte capacitatea de a comercializa peştele într-o manieră competitivă.
Există mai multe avantaje ale utilizării tehnologiei recirculante în creşterea peştelui, iar ghidul de faţă va trata aceste aspecte în capitolele următoare. Oricum, un aspect major care trebuie menţionat este cel al bolilor. Impactul agenţilor patogeni este diminuat considerabil în sistemele recirculante, deoarece bolile invazive din mediul înconjurător sunt reduse prin utilizarea unor cantităţi limitate de apă. Apa din sistemele tradiţionale de piscicultură este preluată dintrun râu, un lac sau din mare, ceea ce creşte în mod natural riscul introducerii bolilor. Datorită utilizării limitate a apei din exterior, în sistemele recirculante, apa este preluată dintr-un foraj, un dren sau un izvor unde riscul de apariţie a bolilor este minim. De fapt, multe sisteme recirculante nu au probleme cu nicio boală, iar utilizarea medicamentelor este, din acest motiv, redusă semnificativ în beneficiul producţiei şi al mediului înconjurător. Pentru atingerea unui astfel de nivel de practică tehnologică este, bineînţeles, foarte important ca fermierul să fie foarte atent cu icrele sau alevinii pe care le/îi introduce în fermă. Multe dintre boli sunt introduse în sistem odată cu popularea cu material de populare
Capitolul 1: Introducere în sistemele recirculante
infestat. Cel mai bun mod de a evita pătrunderea bolilor pe această cale este să să nu se populeze cu puiet, ci cu icre care pot fi dezinfectate complet.
Proiectarea unui sistem SAR complet trebuie să ţină seama că peştii au nevoi diferite funcţie de stadiul de viaţă şi de mărime. Este important ca ferma să fie prevăzută cu module independente care să opereze ca unităţi izolate, adecvate nevoilor specifice ale etapei de dezvoltare. Segmentarea fermei în module diferite asigură compatibilizarea taliei peştelui cu dimenisiunile bazinelor, cu o capacitate adecvată de furajare, cu o intensitate potrivită a luminii etc. Sistemul modulării specifice nu răspunde doar cerinţelor biologice ale peştilor şi îmbunătăţeşte eficienţa administrării fermei, dar creşte şi nivelul de biosecuritate pe parcursul ciclului de producţie şi previne răspândirea patogenilor.
Acvacultura necesită cunoştinţe, o bună administrare, perseverenţă şi, de multe ori, nervi de oţel. Trecerea de la acvacultura tradiţională la sistemul recirculant face ca lucrurile devină mai simple, dar în acelaşi timp necesită competenţe noi şi ridicate. Pentru a reuşi într-un astfel de tip avansat de acvacultură este nevoie de instruire şi educare, motiv pentru care a fost elaborat prezentul ghid.
Figura 1.4 Un SAR modern împărţit în module diferite pentru a compatibiliza schema funcţională cu cerinţele specific ale peştilor în diversele etape de creştere
Într-un sistem recirculant este necesară tratarea continuă a apei pentru îndepărtarea produşilor de excreţie ai peştelui şi pentru a adăuga oxigen în vederea menţinerii peştelui în viaţă şi în stare bună. De fapt, un sistem recirculant este foarte simplu. De la sistemul de evacuare al bazinelor cu pe şte apa curge către un filtru mecanic şi mai apoi către un filtru biologic, înainte de a fi aerată şi a i se îndepărta bioxidul de carbon anterior întoarcerii în sistem. Acesta este principiul clasic al recirculării.
Mai pot fi adăugate câteva alte opţiuni, cum ar fi oxigenarea cu oxigen pur, dezinfectarea cu lumină ultravioletă sau ozon, reglarea automată a pH-ului, schimbătoare de căldură etc., în funcţie de nevoile specifice.
Figura 2.1 Schema de principiu a unui sistem recirculant
Bazine cu peşte
Filtru mecanic Degazor (Trickling filter)
Biofiltru
Dezinfecţie cu UV
Îmbogăţire cu oxigen
Tratarea apei constă, în principal, în filtrarea mecanică, tratarea biologică şi aerarea/degazarea. În funcţie de nevoile specifice mai pot fi adăugate şi alte echipamente, ca îmbogăţirea cu oxigen sau dezinfecţia cu UV.
Într-o fermă piscicolă, peştele trebuie hrănit de mai multe ori pe zi. Hrana este consumată şi digerată de către peşte fiind utilizată în procesul metabolic pentru a-i furniza peştelui energie şi nutrienţi în procesul de creştere sau în alte procese fiziologice. Oxigenul (O2) pătrunde prin branhii şi este necesar în producerea energiei şi în descompunerea proteinelor, în timp de bioxidul de carbon (CO2) şi amoniacul (NH3) sunt produşi ca reziduuri. Hrana nedigerată este excretată în apă ca materii fecale, denumite solide în suspensie (SS) sau substanţă organică.
Figura 2.2 Consumul de hrană şi utilizarea oxigenului duc la creşterea peştelui şi la excreţia de produşi reziduali, ca bioxidul de carbon, amoniacul şi a materiilor fecale
Bioxidul de carbon şi amoniacul sunt eliminate în apă prin intermediul branhiilor. În consecinţă, peştele consumă hrană şi oxigen, eliminând în apă materii fecale, bioxid de carbon şi amoniac.
În sistemele recirculante se recomandă doar utilizarea hranei uscate. Utilizarea deşeurilor sau sub-produselor de peşte, în orice formă, trebuie evitată, deoarece va polua puternic sistemul, iar aparţia bolilor va fi foarte probabilă. Utilizarea hranei uscate este sigură şi prezintă şi avantajul de a fi concepută pentru a satisface cu exactitate nevoile biologice ale peştelui. Hrana uscată se livrează cu diverse granulaţii, adecvate fiecărei etape de dezvoltare a peştelui, iar ingredientele din furaj pot fi combinate, astfel încât să se poată produce furaje speciale pentru alevini, reproducători, creştere etc.
Într-un sistem recirculant, o rată mare de utilizare a furajului este avantajoasă pentru că va reduce cantitatea de produşi de excreţie, diminuând, astfel, impactul asupra sistemului de tratare a apei. În sistemele gestionate profesionist, toată hrana administrată va fi consumată, menţinându-se astfel cantitatea de furaj neconsumat la minimum. Coeficientul de conversie a hranei (FCR), care exprimă câte kilograme de furaj se folosesc pentru fiecare kilogram de peşte produs, este îmbunătăţit, iar fermierul obţine o producţie mai mare cu un impact mai mic asupra sistemului de filtrare. Hrana neconsumată constituie o risipă de bani şi duce la încărcarea nejustificată a sistemului de filtrare. Trebuie menţionat faptul că, pe piaţă, sunt disponibile furaje special concepute pentru sistemele recirculante. Compoziţia acestor furaje duce la creşterea gradului de asimilare a proteinei, reducând, în acelaşi timp, cantitatea de amoniac eliminată în apă. Constituie, de asemenea, un avantaj dacă materiile fecale sunt solide, faţă de cele uşor solubile, deoarece o bună parte din acestea vor fi eliminate din sistem în treapta de filtrare mecanică. Materiile fecale solide, reduc şi cantitatea de particule fine în suspensie, ceea ce va asigura o apă mai limpede şi mai curate în sistem.
Capitolul 2: Sistemul recirculant pas cu pas
Tabelul 2.1 Ingredientele şi conţinutul furajului pentru păstrăv, adecvat utilizării în sisteme recirculante
Sursa: BioMar.
Bazinele pentru peşti
Tabelul 2.2 Diversele forme ale bazinelor au caracteristici şi avantaje diferite
Caracteristicile bazinului
Note 1 – 5, unde 5 e cel mai bun
Mediul din bazinul de creştere trebuie să îndeplinească nevoile peştelui, atât în ceea ce priveşte calitatea apei, cât şi a formei bazinului. Alegerea caracteristicilor adecvate ale bazinului, cum ar fi dimensiunea şi forma, adâncimea apei, capacitatea de auto-curăţare etc. poate avea un impact semnificativ asupra performanţelor speciilor cultivate.
Dacă peştele aparţine speciilor demersale, necesitatea disponibilităţii unei suprafeţe mari a bazinului este foarte importantă, iar adâncimea sau viteza de curgere a apei pot fi reduse (calcan, limbă de mare, alţi peşti plaţi), în timp ce speciile pelagice, cum ar fi salmonidele vor fi avantajate de volume mai mari de apă, înregistrându-se performanţe sporite la viteze mai mari ale apei.
În bazinele circulare sau în cele octogonale, apa se mişcă după un model circular, antrenând întreaga coloană de apă într-o mişcare concentrică. Particulele de solide au un timp relativ scurt de staţionare, de câteva minute, în funcţie de dimensiunea bazinului, datorită acestui model hidraulic care provoacă un efect de auto-curăţare. O metodă eficientă de a controla curentul de apă în asemenea bazine este cea de utilizare a alimentării verticale cu reglaj orizontal.
Într-un bazin rectangular (raceway), hidraulica nu contribuie la îndepărtarea particulelor. Pe de altă parte, dacă bazinul este populat adecvat, efectul de auto-curăţare va depinde mai mult de activitatea efectivului piscicol decât de
Figura 2.3 Exemplu de bazine octogonale care combină avantajul economiei de spaţiu al celor rectangulare cu cel al unui foarte bun efect hidraulic al celor circulare
Sursa: AKVA Group.
forma bazinului. Panta fundului bazinului are o influenţă mică sau neutră asupra efectului de auto-curăţare, dar va uşura golirea completă a bazinului.
Bazinele circulare ocupă mai mult spaţiu în comparaţie cu cele rectangulare crescând astfel cheltuielile de construire a clădirii. Prin tăierea colţurilor unui bazin pătrat se obţine un bazin octogonal, care va furniza o mai bună utilizare a spaţiului decât bazinele circulare, menţinând în acelaşi timp efectele hidraulice pozitive ale bazinelor circulare (vezi Figura 2.3). Este important de semnalat că, pentru construirea bazinelor mari, forma circulară este preferabilă deoarece este cea mai solidă formă şi este cel mai ieftin mod de a construi un bazin.
Un tip de bazin intermediar, între cel circular şi cel rectangular, este cel numit “rectangular cu capete în D” (vezi Figura 2.4) care combină efectul de autocurăţare al bazinului circular cu eficienţa utilizării spaţiului în cazul bazinului rectangular. Oricum, în practică, acest tip de bazin este rareori utilizat, probabil din cauza faptului că montarea unui asemenea tip de bazin necesită muncă suplimentară şi noi proceduri de operare.
În piscicultură, menţinerea unor nivele suficiente de oxigen dizolvat pentru asigurarea unei stări optime a efectivelor piscicole este foarte importantă, iar aceasta se face prin creşterea concentraţiei de oxigen la alimentarea bazinului.
Figura 2.4 Bazin circular, bazin rectangular cu capete în D şi bazine rectangulare
Cele mai multe ferme au instalate sisteme pentru dizolvarea oxigenului pur în apa tehnologică, pentru a asigura disponibilitatea acestuia pentru peşti. Aceste sisteme funcţionează utilizând o cameră, cum ar fi un con de oxigen, în care apa şi oxigenul sunt amestecare sub presiune pentru a atinge grade de saturare ridicate. Injectarea directă a oxigenului pur în bazine prin intermediul unor injectoare este, de asemenea, posibilă, însă eficienţa este mai scăzută şi costurile echipamentelor sunt mai ridicate. Această metodă este utilizată, în principal, în situaţii de urgenţă, iar instalaţia este adesea conectată la o valvă magnetică, care distribuie oxigenul atunci când se întrerupe alimentarea cu energie electrică.
Controlul şi reglarea concentraţiei oxigenului, în bazinele circulare sau similare, este relativ simplă, deoarece coloana de apă se amestecă în permanenţă, ceea ce face ca nivelul de oxigen să fie acelaşi, în orice punct al bazinului. Drept urmare, menţinerea nivelului dorit de oxigen în bazin este uşor de realizat. Un senzor de oxigen plasat în apropierea conductei de evacuare a bazinului va da informaţii destul de bune despre nivelul de oxigen disponibil. În cazul unui bazin circular timpul necesar unui senzor să înregistreze efectul introducerii oxigenului este relativ scurt. Senzorul nu trebuie amplasat în apropierea locul în care se introduce oxigenul dizolvat sau a zonei în care se introduce apa bogată în oxigen.
Oricum, într-un bazin rectangular, conţinutul de oxigen va fi mai mare în zona de alimentare şi mai redus în zona de evacuare, ceea ce va genera o diferenţiere a calităţii mediului în funcţie de zona în care se află fiecare peşte. Senzorul de oxigen trebuie întotdeauna plasat în zona cu cel mai mic conţinut de oxigen, adică în zona de evacuare. Acest gradient al oxigenului dizolvat care apare în profil longitudinal va determina o îngreunare a procesului de reglare a conţinutului de oxigen dizolvat, deoarece durata de timp între ajustarea conţinutului de oxigen de la alimentare şi momentul măsurării poate fi şi de o oră. În acest mod, nivelul de oxigen fluctuează permanent, în loc să fie în jurul valorii selectate. Instalarea unor sisteme moderne de control al oxigenului, care utilizează algoritmi şi constante de timp poate preveni aceste variaţii nedorite.
Capitolul 2: Sistemul recirculant pas cu pas
Evacuările bazinelor trebuie construite astfel încât să asigure eliminarea optimă a reziduurilor şi să fie prevăzute cu site având dimensiuni adecvate ale ochiului care să prevină evadările exemplarelor de peşte şi care să permită trecerea reziduurilor. De asemenea, colectarea peştilor morţi în cadrul rutinei zilnice trebuie să fie facilă.
În general, toate bazinele trebuie prevăzute cu un senzor de oxigen pentru a dispune permanent de informaţii privind concentraţia oxigenului dizolvat şi pentru a semnala scăderea acestuia sub nivelul de alarmă. Pentru situaţii de urgenţă trebuie asigurată posibilitatea injectării directe a oxigenului în fiecare bazin, prin intermediul unor difuzoare plasate pe fundul acestora.
Temperatura apei este adesea monitorizată prin intermediul sondei de măsurare a oxigenului, deoarece acesta, în mod obişnuit, are integrat şi un sensor de temperatură. Din cauza ratei mari de recirculare din SAR, temperatura apei este aproximativ aceeaşi în toate bazinele.
Bazinele pot fi echipate şi cu senzori care măsoară nivelul apei pentru a indica variaţiile anormale ale acestuia, ca de exemplu, dacă nivelul apei este prea mic. În versiunile mai sofisticate ale echipamentelor de monitorizare sunt disponibili senzori care măsoară cu exactitate nivelul apei din bazine. Asemenea dispozitive se utilizează atunci când peştii sunt sortaţi, vaccinaţi sau recoltaţi, iar nivelul apei trebuie scăzut treptat. În asemenea situaţii, se selectează un nivel optim, iar o pompă va ajusta nivelul conform celui prestabilit.
Figura 2.5 Filtru radial cu sită rotativă.
Apa este filtrată printr-un filtru radial cu sită rotativă prevăzut cu o microsită din material filtrant (20−100 microni).
Sursa: CM Aqua
Filtrarea mecanică
Filtrarea mecanică a apei de evacuare din bazine s-a dovedit a fi singura soluţie aplicabilă pentru îndepărtarea reziduurilor organice. În prezent, aproape toate sistemele recirculante filtrează apa de evacuare din bazine printr-o microsită prevăzută cu o ţesătură cu dimensiunea ochiului de 40 – 100 microni. Filtrul radial cu sită rotativă sau filtrul tobă este, indiscutabil, cel mai utilizat tip de microfiltru, asigurând, prin caracteristicile sale constructive, îndepărtarea lină a particulelor.
Funcţiile filtrului radial cu sită rotativă – filtrul “tobă”:
1. Apa de filtrat intră în tambur.
2. Apa este filtrată prin elementele filtrante ale tamburului. Diferenţa dintre nivelul inferior şi cel exterior al apei dă forţa motrice a filtrării.
3. Solidele sunt reţinute de elementele filtrante şi ridicate în zona de spălare în contracurent de rotaţia tamburului.
4. Apa din duzele de spălare este pulverizată dinspre exteriorul elementelor filtrante. Materia organică este îndepărtată de pe materialul filtrant într-un jgheab de nămol.
5. Nămolul curge, gravitaţional, împreună cu apa în afara filtrului de unde este tratat în modulul extern de tratare a reziduurilor. (vezi Capitolul 6).
Filtrarea cu microsite are următoarele avantaje:
• Reducerea încărcării organice a biofiltrului.
• Limpezeşte apa, prin îndepărtarea particulelor organice.
• Îmbunătăţeşte condiţiile de nitrificare prin evitarea colmatării biofiltrului.
• Are efect de stabilizare a procesului de biofiltrare.
Tratarea biologică
Nu toată materia organică este îndepărtată de către filtrul mecanic, pentru că particulele fine vor trece prin acesta împreună cu alţi compuşi solubili, precum fosfaţii şi azotul. Fosfaţii sunt substanţe inerte, fără efecte toxice, dar azotul, sub formă de amoniac liber (NH3) este toxic şi trebuie transformat, în biofiltru, în nitrat inofensiv. Descompunerea materiei organice şi a amoniacului este un proces biologic de care sunt responsabile bacteriile din biofiltru. Bacteriile heterotrofe oxidează substanţa organică consumând oxigen şi producând bioxid de carbon, amoniac şi nămol. Bacteriile nitrificatoare transformă amoniacul în nitriţi (NO2-) şi, ulterior, în nitraţi (NO3-). Eficienţa procesului de biofiltrare depinde, în primul rând, de:
Capitolul 2: Sistemul recirculant pas cu pas
• Temperatura apei din sistem
• Nivelul pH-ului din sistem
Pentru a atinge randamente acceptabile ale nitrificării, temperatura apei trebuie menţinută între 10 şi 35°C (optim circa 30°C), iar nivelul pH-ului între 7 şi 8. Temperatura apei va depinde, în cele mai multe cazuri, de specia cultivată, şi nu este corelată cu obţinerea unei rate de nitrificare optime, ci cu asigurarea condiţiilor optime creşterii peştilor. Reglarea pH-ului în raport cu eficienţa biofiltrului este importantă, deoarece un pH scăzut o va diminua. Nivelul pHului trebuie, deci, menţinut peste 7 pentru a obţine un randament de nitrificare bacteriană ridicat. Pe de altă parte, creşterea pH-ului va genera creşterea cantităţii de amoniac liber, care va spori efectul toxic. Din aceste motive, obiectivul urmărit este obţinerea unui echilibru între cele două efecte contrare. Nivelul recomandat de reglare a pH-ului este între pH 7,0 şi pH 7,5.
Doi factori importanţi afectează pH-ul apei în sistemele recirculante:
• Producerea CO2 de către peşte şi de către activitatea biofiltrului
• Acidul produs de procesele de nitrificare
Rezultatul nitrificării:
NH⁺ 4 (amoniu) + 1.5 O2 → NO 2 (nitrit) + H2O + 2H+ + 2e NO ⁻ 2 (nitrit) + 0.5 O2 → NO ⁻ 3 (nitrat) + e
NH⁺ 4 + 2 O2 ↔ NO 3 + H2O + 2H+
CO2 este îndepărtat prin aerare, în procesul de degazare. Acest proces se poate desfăşura în mai multe moduri aşa după cum vom prezenta în continuare în capitolul de faţă.
Procesul de nitrificare produce acid (H+), ceea ce duce la scăderea pH-ului. Pentru stabilizarea pH-ului, trebuie adăugată o bază. Pentru aceasta se adaugă în apă var, hidroxid de sodiu (NaOH) sau o altă bază.
Peştele excretează un amestec de amoniac şi amoniu [Azot amoniacal total(TAN) = amoniu (NH4+) + amoniac (NH3)], unde amoniacul reprezintă principala componentă a excreţiei. Cantitatea de amoniac din apă depinde de pH, aşa după cum se poate vedea din figura 2.6, care prezintă echilibrul dintre amoniac (NH3) şi amoniu (NH4+).
Figura 2.6 Curba de echilibru între amoniac (NH3) şi amoniu (NH4+) la 20 °C
Amoniacul toxic este absent la pH sub 7, dar creşte rapid odată cu creşterea pH-ului.
Figura 2.7 Relaţia dintre pH-ul măsurat şi cantitatea totală de azot amoniacal disponibilă în biofiltru, bazată pe o concentraţie a amoniacului toxic de 0,02mg/l la 15 °C
[mg/L]
Concentraţiile TAN deasupra liniei sunt toxice pentru peşte
Capitolul 2: Sistemul recirculant pas cu pas
În general, amoniacul este toxic la concentraţii peste 0,02mg/l. Figura 2.7 arată concentraţia maximă permisă a TAN, la diverse valori ale pH-ului, dacă trebuie menţinută o concentraţie maximă a amoniacului de 0,02mg/l. Valorile scăzute ale pH-ului reduc riscul ca amoniacul să depăşească limita de 0,02mg/l, însă fermierului i se recomandă să păstreze pH-ul peste 7 pentru a creşte eficienţa biofiltrului, aşa cum am explicat anterior. Din păcate, valorile permise ale concentraţiei azotului amoniacal total (TAN) sunt, din aceste motive, semnificativ mai mici, aşa după cum se observă în figura 2.7. Ȋn consecinţă, există doi vectori contrari ai pH-ului de care fermierul trebuie să ţină cont atunci când reglează biofiltrul.
Nitriţii (NO2-) se formează în etapa intermediară a procesului de nitrificare, fiind toxici pentru peşti la concentraţii de peste 2,0mg/l. Dacă peştii din sistemul recirculant apar la suprafaţa apei în căutarea aerului, deşi nivelul de oxigen este bun, cauza poate fi găsită în concentraţia mare de nitriţi. La concentraţii mari, nitriţii sunt transportaţi prin branhii în sânge, unde blochează absorbţia oxigenului. Prin adăugarea sării în apă, până la nivele de minim 3‰, absorbţia nitriţilor este inhibată.
Nitraţii (NO3-) sunt produsul final al procesului de nitrificare şi, deşi sunt consideraţi inofensivi, concentraţiile ridicate (de peste 100 mg/l) au un efect negativ asupra ritmului de creştere şi conversiei hranei. Dacă rata de împrospătare a apei este redusă, nitraţii se vor acumula, atingându-se nivele inacceptabile. Un mod de a evita această acumulare este creşterea ratei de împrospătare a apei, diluând concentraţia nitraţilor până la un nivel mai sigur.
Pe de altă parte, recircularea are ca principiu de bază economisirea apei şi în anumite situaţii aceasta este obiectivul major. Prin urmare, concentraţia nitraţilor poate fi diminuată în procesul de denitrificare. În condiţii obişnuite, un consum de apă de peste 300 de litri pe kilogramul de furaj utilizat este suficient pentru a asigura diluţia nitraţilor. Utilizarea unei cantităţi de apă mai mică de 300 de litri pe kilogramul de furaj justifică utilizarea denitrificării.
Cea mai frecventă bacterie denitrificatoare este Pseudomonas. Denitrificarea este un proces anaerob (fără oxigen) care reduce nitraţii la azot atmosferic. De fapt, acest proces elimină azotul din apă în atmosferă, diminuând încărcarea în azot a mediului acvatic. Procesul necesită o sursă organică (carbon), de exemplu alcool (metanol), care poate fi adăugat în camera de denitrificare. Uzual, sunt necesare 2,5kg de metanol pentru fiecare kilogram de nitrat denitrificat.
De cele mai multe ori camera de denitrificare este prevăzută cu material biofiltrant care asigură un timp de retenţie de 2 – 4 ore. Debitul trebuie controlat astfel încât concentraţia oxigenului la evacuare să fie aproximativ 1mg/l. Dacă oxigenul este absent se va produce hidrogen sulfurat (H2S), care este extrem de toxic pentru peşte şi are şi un miros neplăcut (de ou clocit). Producţia de nămol este destul de ridicată şi, de obicei săptămânal, este nevoie de o spălare în contracurent.
Figura 2.8 Materiale suport în pat fluidizat (în stânga) şi materiale suport în pat fix (în dreapta)
Materialele suport utilizate pentru patul fluidizat pot fi folosite şi în sisteme cu pat fix
Biofiltrele sunt construite, de obicei, folosind materiale suport din plastic, care furnizează o suprafaţă mare pe volum de biofiltru. Bacteriile se dezvoltă sub forma unui film subţire aderent la materialul suport, ocupând în acest fel o suprafaţă extrem de extinsă. Scopul unui biofiltru bine conceput este de a obţine o suprafaţă cât mai mare pe unitatea de volum (m2/m3) fără a comprima biofiltrul prea mult, ceea ce ar putea duce la colmatarea sa cu materii organice în timpul funcţionării. Din acest motiv, este foarte important să existe un procent ridicat de spaţiu liber pentru a permite apei curgerea apei şi pentru a avea un debit adecvat prin biofiltru, inclusiv în etapa de spălare în contracurent. Procedura de spălare în contracurent trebuie efectuată cu o frecvenţă suficient de mare, cuprinsă între săptămânal şi lunar, în funcţie de încărcarea biofiltrului. Pentru a genera turbulenţă în biofiltru şi a desprinde materia organică, se utilizează aerul comprimat. În timpul operaţiunii de spălare, biofiltrul în cauză este ocolit, iar apa murdară se elimină înainte de reconectare.
Multe dintre biofiltrele utilizate în prezent în recirculare funcţionează ca filtre submerse (aflate permanent sub apă). În filtrele cu pat fix, materialele suport din plastic sunt imobile. Apa curge printre materialele suport, în curgere laminară, pentru a intra în contact cu filmul bacterian. În filtrele cu pat fluidizat, materialele suport se mişcă liber în apa din biofiltru, datorită unui curent generat de un compresor de aer. Nu există diferenţe semnificative între randamentele celor două tipuri de filtre calculate pe unitatea de suprafaţă (m2) a ariei elementelor
Capitolul 2: Sistemul recirculant pas cu pas
filtrante, deoarece eficienţa filmului bacterian este, în principiu, aceeaşi. Oricum, în filtrele cu pat fix sunt reţinute şi particulele organice fine, deoarece acestea aderă la biofilm.
Din acest motiv, filtrele cu pat fix vor funcţiona ca o unitate de microfiltrare mecanică, îndepărtând materia organică microscopică, lăsând apa foarte limpede. Filtrul cu pat mobil nu va avea acelaşi efect deoarece mişcarea continuă a apei împiedică aderenţa. Pe de altă parte, filtrele cu pat mobil se curăţă singure şi nu au nevoie de spălări în contracurent.
Figura 2.9 Biofiltre cu pat mobil (sus) şi pat fix (jos)
Alimentare apă
Alimentare apă Evacuare apă
Ambele tipuri de filtrare pot fi utilizate în cadrul aceluiaşi sistem recirculant, în combinaţie: utilizarea patului mobil va evita spălarea în contracurent, iar utilizarea patului fix va exploata efectul de microfiltrare. Pentru proiectarea biofiltrului există mai multe variante, care ţin cont de dimensiunea fermei, de speciile cultivate, de mărimea peştelui etc.
Înainte ca apa să ajungă înapoi în bazinele cu peşte, gazele acumulate, care sunt dăunătoare peştilor, trebuie îndepărtate. Procesul de degazare are loc prin aerarea apei, metoda fiind cunoscută sub denumirea de degazare forţată. Apa din SAR conţine concentraţii mari bioxid de carbon (CO2) rezultat din respiraţia peştelui şi din activitatea bacteriană a biofiltrului. Azotul liber (N2), la concentraţii suprasaturate (peste 100%) poate de asemenea să apară din cauza presiunilor diferite din sistemul recirculant. Acumularea necontrolată a bioxidului de carbon şi a azotului, în formă gazoasă, are efecte dăunătoare asupra ritmului de creştere şi a stării optime a biomasei piscicole.
Hidrogemul sulfurat (H2S) este, de asemenea, un gaz care trebuie eliminat din apă. Aşa după cum menţionam anterior, hidrogenul sulfurat este un gaz care se produce în condiţii anaerobe. Acesta fapt este riscant, mai ales în sisteme cu apă sărată, deoarece apă sărată conţine mai mulţi sulfaţi decât apa dulce. Peştii vor fi afectaţi şi sigur vor muri dacă sistemul va genera şi va recircula hidrogenul sulfurat. Din acest motiv un SAR trebuie proiectat pentru a evita acumularea de nămol şi pentru a preveni formarea hidrogenului sulfurat.
Degazarea poate fi obţinută prin simpla aerare, prin pomparea aerului în apă, generându-se o turbulenţă a bulelor de aer în apă, ceea ce duce la eliminarea gazelor. Aerarea generează, simultan, şi o deplasare a apei, de exemplu, în cazul utilizării unui sistem de aerare submersă (vezi Figura 2.10).
Figura 2.10 Groapă de aerare utilizând principiul aer-lift
Aerul injectat la fundul gropii pune în mişcare apa în fermă. În acelaşi timp, apa este aerată şi degazată.
Figura 2.11 Fotografie şi schiţă a unui filtru degazor protejat de o folie albastră din plastic pentru a evita stropirea pardoselii
Procesul de aerare/percolare mai este denumit eliminare forţată a CO2 Sursa: Billund Aquaculture, Danemarca.
În loc de simpla aerare a apei, se poate utiliza un sistem de filtre degazoare. În filtrele degazoare, gazele sunt scoase forţat prin contactul fizic dintre apă şi materialele din plastic dispuse într-o coloană. Apa este condusă în partea de sus a filtrului pe o placă de distribuţie perforată, de unde se scurge printre materialele din plastic, crescând turbulenţa şi a gradul de contact, în aşa numitul proces de degazare forţată.
Degazarea utilizând tehnologii bazate pe vid poate suplimenta metodele de degazare menţionate mai sus. Unele specii de peşte sunt mai puţin tolerante faţă de nivele ridicate ale CO2, însă mai ales puietul sau larvele sunt extrem de sensibile la suprasaturări (peste 100%) de azot liber. Degazarea în vid se utilizează pentru a scădea nivele de dioxid de carbon şi azot liber sub cele care pot fi obţinute prin simpla degazare sau prin degazare forţată, metode prin care diminuarea concentraţiilor celor doi compuşi nu se poate face sub 100% saturaţie. Un degazor cu vid se instalează, de obicei, pentru a prelua o parte din debitul principal al SAR, iar după degazare, îl întoarce în sistem, rezultând o concentraţie medie mai scăzută.
Figura 2.12 Un degazor cu vid este utilizat pentru extragerea gazelor din apă şi pentru a obţine saturaţii ale acestora mai mici decât cele obţinute prin metode tradiţionale. Degazoarele cu vid sunt utilizate, în primul rând, pentru puiet, care este mai sensibil la suprasaturarea cu gaze.
Procesul de aerare a apei, care se bazează pe acelaşi proces fizic ca degazarea sau degazarea forţată, va adăuga o anume cantitate de oxigen, prin simplul schimb de gaze dintre apă şi aerul atmosferic, în funcţie de nivelul de saturaţie a oxigenului dizolvat în apă. Oxigenul dizolvat în apă se află în echilibru la o saturaţie de 100%. După ce apa trece prin bazinele cu peşte, conţinutul de oxigen scade până la 70-80%, diminuându-se şi mai mult în biofiltru. Aerarea apei va aduce, de regulă, saturaţia în oxigen până la circa 90%, iar în unele sisteme chiar până la 100%. De multe ori se preferă obţinerea unor saturaţii în oxigen de peste 100% în apa de alimentare a bazinelor pentru a avea suficient oxigen disponibil, necesar unui ritm de creştere ridicat şi stabil. Obţinerea unor saturaţii peste 100% presupune folosirea unor echipamente care utilizează oxigen pur.
Figura 2.13 Conuri de oxigen pentru dizolvarea oxigenului pur în apă la presiune şi un senzor de oxigen pentru măsurarea saturaţiei oxigenului în apă
Sursa: Oxyguard International.
Capitolul 2: Sistemul recirculant pas cu pas
Oxigenul pur este, de cele mai multe ori, livrat cu ajutorul autocisternelor şi poate fi stocat în rezervoare sub formă de oxigen lichid (LOX), dar poate fi produs şi în fermă cu ajutorul unui generator de oxigen. Sunt diverse moduri de a obţine apă suprasaturată în oxigen, până la valori de 200% – 300%. De obicei, se utilizează conuri de oxigen de înaltă presiune sau pompe de presiune, ca în cazul contactorului multiplu cu presiune redusă. Principiul de funcţionare este asemănător: apa este amestecată cu oxigen pur sub presiune, forţându-l să se dizolve. În cazul conului de oxigen presiunea se obţine cu ajutorul unui compresor care produce în con circa 1,4 bar. Pomparea apei sub presiune în conurile de oxigen este energofagă. În cazul contactorului multiplu cu presiune redusă, presiunea este de obicei circa 0,1 bar, apa fiind pur şi simplu pompată prin mai multe camere de pulverizare în care se amestecă apa cu oxigenul. Diferenţa între cele două sisteme rezidă în faptul că, sistemul conurilor de oxigen utilizează doar o parte din apa care trebuie oxigenată, în timp ce contactorul multiplu cu presiune redusă este utilizat, în flux, pentru tot debitul din SAR.
Orice metoda s-ar utiliza, procesul trebuie monitorizat prin măsurarea oxigenului. Cel mai adesea, se amplasează un sensor de oxigen în bazinele cu peşte pentru a furniza un semnal de răspuns către sistemul de control al oxigenului, care va creşte sau va reduce cantitatea de oxigen introdusă în sistem.
Figura 2.14 Contactorul multiplu cu presiune redusă pentru dizolvarea oxigenului pur, care asigură şi returnarea apei în sistem. Instalaţia, de regulă, creşte nivelul oxigenului dizolat la puţin peste 100% la intrarea în bazine, în funcţie de debitul de curgere şi de planul funcţional al fermei.
Sursa: FREA Aquaculture Solutions.
Lumina ultravioletă
Dezinfecţia pe baza radiaţiei UV funcţionează prin utilizarea luminii cu o lungime de undă care distruge ADN-ul organismelor. În acvacultură sunt vizate bacteriile patogene şi organismele monocelulare. Metoda este utilizată în scopuri medicale de decenii. Aceasta nu influenţează efectivul piscicol, deoarece tratamentul este aplicat în afara zonei de producţie într-o zonă securizată. O eficienţă ridicată a radiaţiei UV într-un SAR se obţine la transmitanţe (UVT) ridicate, Cu cât apa este mai impede cu atât transmitanţa este mai mare. Pentru a atinge rate mari de dezinfecţie, deşi radiaţiile UV vor avea un efect şi la valori mai mici, se recomandă transmitanţe de 90UVT sau mai mari. Filtrarea mecanică printr-un filtru-tobă, urmat de un biofiltru cu pat fix, care include efectul îndepărtării microparticulelor va genera o apă suficient de limpede (turbiditate scăzută) pentru a obţine un efect eficient al radiaţiilor UV.
Doza de radiaţie UV poate fi exprimată în diverse unităţi de măsură. Una dintre cele mai răspândite este millijoule pe centimetru pătrat (mJ/cm2).
Pentru a distruge cei mai multe tipuri de bacterii patogene relevante pentru peşti, este necesară o doză de 20 mJ/cm2 la un procent de eficienţă de 90%.
Distrugerea celui mai obişnuit fungus dintr-un SAR, Saprolegnia, va necesita 40 mJ/cm2, dacă în apă sunt hife sau spori sau 230 mJ/cm2, dacă este în stare de fungus. Pentru a distruge paraziţi precum Ichthyophthirius, Trichodina, sau Costia va fi necesară o doză de cel puţin 300 mJ/cm2�
Pentru a avea eficienţa maximă, lumina UV utilizată în acvacultură trebuie să funcţioneze în regim submers, deoarece lămpile amplasate deasupra apei vor avea un efect limitat din cauza reflexiei pe suprafaţa apei. Trebuie luate măsuri de precauţie astfel încât radiaţia ultraviolet să nu fie direcţionată către personal.
Figura 2.15 Sisteme închise şi deschise de tratare cu UV:
Pentru montarea în sistemul de conducte şi, respectiv, în canale deschise
Sursa: ULTRAAQUA
Utilizarea ozonului (O3) în piscicultură a fost deseori contestată din cauza efectului supra-dozării care poate produce leziuni peştelui. În fermele amplasate în interior, ozonul poate fi dăunător şi pentru personalul care lucrează în zonă, deoarece acesta poate inhala prea mult ozon. Din aceste motive, dozarea şi monitorizarea corectă a încărcării, alături de ventilaţia adecvată, sunt cruciale pentru a obţine un rezultat pozitiv şi sigur pentru organismele nevizate.
Tratamentul cu ozon este o metodă eficientă de distrugere a organismelor nedorite, prin oxidarea puternică a materiei organice şi a organismelor vii. În tehnologia de ozonizare, microparticulele sunt descompuse până la structuri moleculare care se vor aglutina formând particule mai mari. Prin această formă
Capitolul 2: Sistemul recirculant pas cu pas
de floculare, particulele microscopice de solide în suspensie, prea mici pentru a putea fi reţinute prin filtrare, pot fi îndepărtate mai uşor. Ozonizarea se mai numeşte şi rafinarea apei deoarece limpezeşte apa şi înlătură toate solidele în suspensie, precum şi bacteriile care ar putea adera la acestea. Metoda este adecvată mai ales în cazul staţiilor de reproducere şi predezvoltare, în care materialul piscicol de vârste mici este foarte sensibil la microparticulele şi bacteriile din apă. Tratamentul cu ozon a început să fie practicat şi în bazinele de îngrăşare finală.
Figura 2.16 Generator de ozon.
Sursa: Wedeco/Xylem
Reglarea pH-ului
Procesul de nitrificare din biofiltru produce acid, cauză din care pH-ul va scădea. Pentru menţinerea unui pH stabil al apei în SAR trebui adăugată o bază. În cele mai multe sisteme de AR, pH-ul trebuie menţinut între 6,5 şi 7,5, de cele mai multe ori variind în jurul valorii neutre, deoarece o creştere a pH-ului va favoriza nitrificarea în biofiltru, iar o scădere a acestuia va favoriza îndepărtarea CO2 în degazor.
Pentru reglarea pH-ului se utilizează cel mai adesea hidroxidul de sodiu (NaOH), denumit şi leşie sau soda caustic. Se poate utiliza ca alternativă şi hidroxidul de calciu (Ca(OH)2), numit şi var stins. Dacă se utilizează hidroxidul de calciu, trebuie amplasat în sistem un echipament de preparare pentru a produce soluţia de var stins, care poate fi adăugată în sistem cu ajutorul unui dozator reglat de un pHmetru cu impuls de răspuns la pompa de dozare. Acelaşi principiu poate fi utilizat şi în cazul hidroxidului de sodiu, care vine în formă lichidă, în recipienţi mai uşor de manipulat şi care nu necesită un echipament de preparare. Varul stins şi soda caustică sunt alcalii care pot produce leziuni severe ale ochilor şi pielii.
Figura 2.17 Pompă de dozare pentru reglarea pH-ului prin dozarea predefinită a NaOH. Pompa poate fi conectată la un senzor de pH pentru realizării reglării automate a nivelului
pH-ului
Pe durata manipulării acestuia, precum şi a altor acizi şi baze puternice, trebuie luate măsuri de securitate, prin utilizarea mănuşilor şi ochelarilor de protecţie.
Alcalinitatea şi duritatea sunt adesea confundate din cauza unor asemănări, ambii parametri fiind exprimaţi în mg/l carbonat de calciu (CaCO3), iar concentraţia de alcalinitate şi duritate dintr-o probă de apă putând fi, uneori, aproape identice. Cu toate acestea, duritatea exprimă suma ionilor metalici din apă, în timp ce alcalinitatea este o măsură a capacităţii de tamponare a pH-ului sau a capacităţii de a neutraliza acidul.
În unele zone, apa utilizată în SAR este extrem de dură (> 300 mg/L) provocând probleme cu depunerile de calcar pe supape, conducte şi schimbătoare de căldură. În alte zone, apa este foarte moale (0−75 mg/L) şi trebuie „întărită” atunci când este utilizată în SAR, deoarece alcalinitatea scăzută poate interfera cu stabilitatea pH-ului, rata de nitrificare şi eficienţa eliminării CO2. Alcalinitatea în apa dintr-un SAR ar trebui, de preferinţă, să varieze între 70−200 mg/L CaCO3 pentru ca fermierul să aibă un control suficient şi sigur al apei utilizate. Alcalinitatea poate fi crescută şi controlată prin adăugarea calciului în sistem, utilizând de ex. carbonat acid de sodiu (NaHCO3), cunoscut sub numele de bicarbonat de sodiu, sau hidroxid de calciu [Ca(OH)2] cunoscut sub numele de var stins.
De menţionat este faptul că nitrificarea din biofiltru consumă alcalinitate, şi anume, se consumă 7 g de alcalinitate pentru fiecare gram de amoniac transformat în nitrat. În schimb, procesul de denitrificare produce aproximativ 3,5 g de CaCO3 per gram de nitrat transformat în azot gazos (N2).
Eliminarea CO2 în degazor consumă, de asemenea, alcalinitate, deoarece carbonul este îndepărtat continuu din sistem prin acest proces.
Figura 2.18 Manipularea eficientă şi sigură a substanţelor chimice pentru ajustarea pHului şi alcalinităţii este cheia în funcţionarea eficientă a fermei. Se recomandă o soluţie pentru golirea fără praf a sacilor mari care conţin substanţe alcaline precum varul stins, bicarbonatul de sodiu sau soda caustică. Sursa: Tekfa A/S.
Monitorizarea atentă şi ajustarea alcalinităţii sunt importante pentru menţinerea unui mediu acvatic stabil. Unii manageri SAR preferă, pentru a regla pH-ul şi alcalinitatea, utilizarea aceluiaşi compus chimic, hidroxidul de calciu [Ca(OH)2], în timp ce alţii preferă să folosească hidroxidul de sodiu (NaOH) pentru ajustarea pH-ului şi să adauge bicarbonat de sodiu (NaHCO3) sau hidroxid de calciu ca supliment, dacă este necesar.
Reglarea temperaturii apei
Menţinerea unui nivel optim de temperatură în sistemul de creştere este cel mai important element, deoarece ritmul de creştere a peştelui este direct corelat cu temperatura. Utilizarea apei de alimentare este un mod simplu de reglare a temperaturii zilnice. Oricum, au devenit populare şi sistemele de încălzire şi de răcire. Într-un sistem recirculant amplasat în interior, căldura va creşte treptat temperatura apei, deoarece energia, sub forma căldurii, este permanent degajată de metabolismului peştelui şi de activitatea bacteriană din biofiltru. De asemenea, se va acumula şi căldura generată de frecarea din pompe şi de utilizarea altor echipamente din sistem. În tehnologiile recirculante intensive, creşterea temperaturii din sistem este o problemă mai frecventă decât scăderea acesteia.
Proiectarea şi dimensionarea sistemului de încălzire/răcire depind de condiţiile meteo locale, cele mai importante fiind temperaturile minime şi maxime ale aerului şi umiditatea. În plus, merită investigat dacă există resurse locale sub
formă de căldură reziduală, energie geotermală, apă de mare rece sau apă subterană disponibile pentru a fi utilizate.
Folosirea unor astfel de surse, dacă este cazul, poate face economii semnificative pentru procesul de încălzire/răcire. Dacă nu sunt disponibile astfel de resurse, trebuie utilizate chillere, pompe de căldură sau cazane.
În multe cazuri, căutarea unei soluţii de răcire se termină prin instalarea unui răcitor comun aer-apă care utilizează energie electrică pentru a produce apă rece pentru SAR. Răcitorul aduce apă rece la un schimbător de căldură conectat la circuitul SAR.
Ȋn regiunile reci, încălzirea apei din SAR poate fi necesară, mai ales în sistemele care încep cu biomase reduse şi care produc puţină energie metabolică. Căldura poate proveni de la orice sursă, cum ar fi, un boiler cu gaz sau motorină şi care, independent de sursa de energie, este conectată la un schimbător de căldură în care încălzeşte apa recirculată. Pompele de căldură constituie o soluţie prietenoasă cu mediul pentru că pot utiliza o sursă de apă sau aerul ambiant pentru producerea energiei necesară încălzirii.
O altă modalitate de reducere a costurilor de încălzire poate fi realizată prin recuperarea energiei din apa de evacuare a SAR cu ajutorul unui schimbător de căldură. Energia este transferată în apa rece de admisie. Acest lucru se realizează prin trecerea ambelor fluxuri prin schimbătorul de căldură, unde apa caldă de ieşire va încălzi apa rece de admisie fără amestecarea celor două fluxuri.
Figura 2.19 Schema ilustrativă a reglării temperaturii apei în SAR
Un chiller/încălzitor reversibil este conectat la un schimbător de căldură care transferă căldura înspre sau dinspre apa tehnologică a SAR. În plus, un schimbător de căldură poate fi conectat la apa de evacuare pentru reutilizare şi transfer termic spre apa de alimentare.
Capitolul 2: Sistemul recirculant pas cu pas
Pentru a asigura circulaţia apei în sistem se utilizează diverse tipuri de pompe. Pomparea necesită o cantitate mare de energie electrică, fiind utile pompele cu înălţimi mici de ridicare, eficiente şi corect instalate care să asigure menţinerea unor costuri de operare minime.
Este de preferat ca ridicarea apei să se facă o singură dată, după care apa să circule gravitaţional prin tot sistemul până la pompa din bazinul colector. Pompele trebuie amplasate după filtrarea mecanică pentru a evita spargerea solidelor provenite din bazine de peşte. De cele mai multe ori pompele sunt plasate fie înainte, fie după zona de biofiltrare şi degazare pentru a crea presiune, anterior curgerii în bazinele cu peşte şi înapoi la treapta de filtrare mecanică, înainte de a face un nou circuit în sistem.
Calculul înălţimii totale de ridicare a pompelor se face prin însumarea înălţimii efective de ridicare cu pierderile de presiune din conducte, coturi şi alte fitinguri. Aceasta se mai numeşte şi presiune dinamică. Dacă apa este pompată printr-un biofiltru submers, înainte de a curge prin degazor, va trebui luată în calcul şi contrapresiunea din biofiltru. Prezentarea detaliată a mecanicii fluidelor sau a pompelor excedează scopului ghidului de faţă.
Figura 2.20 Pompe de ridicare tip KPL utilizate pentru ridicarea unor volume mari de apă.
Înălţimea de ridicare
NB, NBE, NK, NKE
Fig. 3 Performance range, KPL
3. Performance range
Volumul de apă ridicat
Aceste pompe sunt de obicei utilizate pentru fluxul principal de apă dintr-un sistem recirculant. Alegerea corectă a pompei este foarte importantă pentru menţinerea costurilor de întreţinere la nivele reduse. Controlul frecvenţei este opţiunea prin care se poate regla debitul necesar în funcţie de producţia de peşte. H este înălţimea de ridicare, iar Q este volumul de apă ridicat. Sursa: Grundfos
NB, 2-pole
NB, NBE, NK, NKE 3
Figura 2.21 Pompe centrifuge de tip NB; pentru pomparea apei este necesară o presiune ridicată sau o înălţime mare de ridicare.
Înălţimea de ridicare
NB, 4-pole
NB, 4-pole
NB, NBE, NK, NKE 3
de apă ridicat
NB, 6-pole
Gama de pompe centrifuge este largă, astfel că aceste pompe sunt eficiente şi în cazul pompării la înălţimi mici de ridicare. Pompele centrifuge sunt adeseori utilizate în sistemele recirculante pentru circuitele secundare, cum ar fi în circuitul de tratare cu radiaţii UV sau pentru atingerea presiunii optime în conurile de oxigen. H este înălţimea de ridicare, iar Q este volumul de apă ridicat.
Sursa: Grundfos
Uzual, înălţimea totală de ridicare în multe sisteme de recirculare intensive este de aproximativ 2-3 metri. Astfel, pompele de joasă presiune constituie tipul cel mai eficient de pompare a debitului principal de apă. Cu toate acestea, procesul de dizolvare a oxigenului pur în apa tehnologică necesită adesea pompe centrifuge, deoarece aceste pompe vor crea presiunea ridicată necesară în conul de oxigen.
Figura 2.22 Exemplu de amplasare a pompei principale
Source: Lykkegaard.
Capitolul 2: Sistemul recirculant pas cu pas
În unele sisteme, în care înălţimea de ridicare a fluxului principal este foarte mică, apa este condusă fără utilizarea pompelor şi, în schimb, aerul este suflat în gropi de aerare. În aceste sisteme, degazarea şi mişcarea apei sunt realizate într-un singur proces, ceea ce face posibilă realizarea unor înălţimi de ridicare scăzute. Acest mod de degazare şi deplasare a apei într-un singur proces nu este, însă, neapărat mai eficient decât cel de pompare şi degazare separată a apei, deoarece eficienţa fiecărui proces este cel mai adesea proiectată şi optimizată extrem de bine la nivel individual.
Monitorizare, control, avertizare
Piscicultura intensivă necesită o monitorizare continuă şi un control atent al sistemului productiv pentru menţinerea permanentă a condiţiilor optime pentru efectivele piscicole. Defecţiunile tehnice pot, cu uşurinţă, conduce la pierderi substanţiale, ceea ce face ca avertizoarele să fie esenţiale pentru operarea sistemului în condiţii de siguranţă.
În multe dintre fermele moderne, un sistem general de control poate monitoriza şi controla concentraţiile de oxigen, temperatura, pH-ul, nivelele de apă şi funcţionarea motoarelor. Dacă unul dintre aceşti parametri se abate de la valorile de histerezis prestabilite, un proces de tip start/stop va încerca să rezolve problema. Dacă problema nu se rezolvă automat, se va declanşa un semnal de avertizare. Într-un asemenea sistem de control poate fi integrată şi instalaţia de furajare automată. În acest fel, se permite coordonarea exactă a frecvenţei furajării cu creşterea concentraţiei de oxigen, deoarece consumul oxigenului
Figura 23. Senzorul de oxigen (Oxyguard) este calibrat în aer înainte de a fi introdus pentru măsurarea în flux a concentraţiei oxigenului dizolvat, în apă (stânga).
Supravegherea poate fi computerizată utilizând un număr mare de puncte de măsurare şi de avertizoare (dreapta)
creşte în timpul furajării. În sistemele mai puţin sofisticate, monitorizarea şi controlul nu sunt automatizate, drept pentru care personalul trebuie să facă, manual, anumite reglaje.
În orice caz, niciun sistem nu poate funcţiona fără supravegherea personalului care lucrează în fermă. Din acest motiv, sistemul de supraveghere trebuie să includă şi un sistem de avertizare care va alerta personalul în cazul unei dereglări majore. Se recomandă ca timpul de reacţie să fie sub 20 de minute, chiar în cazul instalaţiilor care au sisteme automate de rezervă.
Utilizarea oxigenului în stare pură, ca o soluţie de rezervă, este cea mai bună metodă de acţiune în caz de urgenţă. Instalaţia este simplă şi constă în amplasarea unui rezervor de oxigen lichid şi a unui sistem de distribuţie cu elemente de difuzie amplasate în fiecare bazin. Dacă se întrerupe alimentarea cu electricitate, o valvă magnetică se deschide şi oxigenul sub presiune pătrunde în fiecare bazin menţinând peştele în viaţă. Debitul de oxigen care va fi trimis în difuzoare este prestabilit în aşa fel încât să asigure suficient timp de oxigenare până la remedierea defecţiunii.
Pentru a asigura intervenţia de urgenţă în cazul întreruperii energiei electrice este necesar un generator Diesel. Este esenţială repunerea în funcţiune a pompelor cât mai repede posibil, deoarece amoniacul excretat de peşte va creşte până la nivele toxice, atunci când apa nu trece prin biofiltru. Este foarte importantă restabilirea circulaţiei apei în cel mult o oră de la apariţia urgenţei.
Figura 2.24 Rezervorul de oxigen (LOX) şi generatorul electric de urgenţă, Diesel
Capitolul 2: Sistemul recirculant pas cu pas
Apa folosită pentru recirculare trebuie sterilizată înainte de a intra în sistem pentru a evita pătrunderea/răspândirea oricărui tip de patogen. Dacă un patogen pătrunde în SAR, procesul de recirculare îl va răspândi în toate bazinele, adesea cu efecte dezastruoase asupra mortalităţii peştilor. Cel mai adesea, o boală poate fi tratată, dar cel mai probabil patogenul va rămâne în sistem, generând potenţialul unui focar ulterior. Singura modalitate de a scăpa complet de un agent patogen va fi eliminarea tuturor peştilor din sistem şi dezinfectarea acestuia înainte de a îl repopula.
Din aceleaşi motive, se preferă apa de captare provenită dintr-un izvor sau dintr-un foraj în detrimentul apei provenite dintr-un râu, lac sau mare unde prezenţa patogenilor are o probabilitate mai mare. Cea mai mare parte a apei din subteran este lipsită de patogeni şi este, de asemenea, mai uşor de tratat, deoarece este cel mai adesea limpede şi poate fi dezinfectată eficient folosind lumina ultravioletă (UV). Apa care provine din râuri, lacuri sau mare va necesita procese de curăţare şi dezinfecţie mai amănunţite, deoarece apa este cel mai adesea murdară şi conţine materie organică şi alte substanţe. Utilizarea filtrării mecanice şi/sau a filtrării cu nisip, urmată de un tratament UV şi/sau cu ozon sunt modalităţi tipice de a asigura o apă curată şi dezinfectată pentru un SAR.
Figura 2.25 Exemplu de dezinfectarea a apei de alimentare înaintea utilizării în SAR
Apa este filtrate într-un filtru mecanic în partea stângă înainte de ozonizare care are loc în zona central. Apa trece, apoi, prin două sisteme UV şi în cele din urmă intră în bazinul negru de stocare.
Construirea şi operarea unui sistem recirculant este o afacere costisitoare. Pentru că există concurenţă pe piaţa peştelui, pentru a genera profit, producţia trebuie să fie eficientă. Selectarea speciilor adecvate pentru construirea unui sistem funcţional este de importanţă majoră. În esenţă, scopul este vânzarea peştelui la un preţ ridicat menţinând costurile de producţie la cel mai mic nivel posibil.
Temperatura apei este unul dintre cei mai importanţi parametri atunci când analizăm fezabilitatea unei ferme piscicole, pentru că peştii sunt animale poichiloterme. Asta înseamnă că au aceeaşi temperatură corporală cu a mediului acvatic înconjurător. În general, peştii nu-şi pot regla temperatura corporală precum porcinele, bovinele sau alte specii cu sânge cald din zootehnie.
Diversele specii de peşti au temperaturi optime diferite de creştere. Speciile care trăiesc în zone cu climă temperată, cum ar fi păstrăvul şi somonul, au rate optime de creştere la aproximativ 15 până la 20°C, în timp ce peştii care trăiesc în zone tropicale, cum ar fi tilapia şi somnul african, au rate optime de creştere la aproximativ 30°C. Peştii au, de asemenea, limite superioare şi inferioare ale
Figura 3.1 Exemplu de ritm de creştere la Somonul de Atlantic la 8°şi la 14°C funcţie de greutatea peştelui
Growth rate (% body weight / day)
temperaturii letale, iar fermierul trebuie să se asigure că menţine temperatura apei între aceste limite, altfel peştele va muri.
Într-un sistem recirculant, costul atingerii şi menţinerii temperaturii optime a apei pe tot parcursul anului este pe deplin justificat. Menţinerea peştelui în condiţii de creştere optime determină un spor de creştere mai mare decât cel produs în condiţiile sub-optime întâlnite în natură. De asemenea, este important de observat că, toate avantajele apei curate, a nivelelor suficiente de oxigen dizolvat etc. dintr-un sistem recirculant au un impact pozitiv asupra ratei de supravieţuire, stării de sănătate etc. ducând, în cele din urmă, la obţinerea unui produs de înaltă calitate.
Un alt aspect care afectează piscicultura este greutatea peştelui crescut în fermă. La o temperatură dată, alevinii au ritm de creştere mai mare. Asta înseamnă că peştii cu greutate mică au sporuri de creştere, în aceeaşi perioadă de timp, mai mari decât decât peştii cu greutate mai mare. – vezi figura 3.1.
Peştii cu greutate mică transformă furajul cu randamente mai bune decât peştii cu greutate mai mare – vezi figura 3.2. Creşterea mai rapidă şi utilizarea mai eficientă a furajelor au o influenţă pozitivă asupra costurilor de producţie pentru că acestea, raportate la kilogramul de peşte obţinut, sunt mai mici. Totuşi, producerea peştelui mic (material de populare) este doar o etapă în ciclul de producţie a peştelui de consum. Evident că, nu tot peştele produs în piscicultură poate fi de talie mică şi prin urmare potenţialul pentru acest tip de afacere este limitat. Cu toate acestea, când discutăm despre tipul de peşte care trebuie produs în sistemele recirculante, răspunsul imediat este: materialul de populare. Desigur, investiţia în producerea de material de populare se justifică, deoarece profitul obţinut este mai mare. Un bun exemplu este somonul, unde creşterea în viviere până la dimensiunea pieţei (aproximativ 5 kg), depinde de popularea somonului tânăr (smolt) în cuşti de plasă pe mare. Greutatea puietului la populare era de aproximativ 100 g, dar astăzi, puietul este adesea produs la greutăţi de 400 g – sau mai mult – pentru a utiliza pe deplin potenţialul de creştere din SAR.
Creşterea peştilor la talii mari în sisteme cu recirculare, numită şi creşterea continuă, este în general mai costisitoare pe kilogram produs decât creşterea peştilor la talii mici. Deşi peştii mai mari folosesc mai puţin oxigen pe kilogram de creştere, ei folosesc mai multă hrană din cauza capacităţii lor scăzute de utilizare. Costul furajelor este de departe cel mai mare cost operaţional în piscicultură. Astfel, furajul este cel mai important element de cost care trebuie monitorizat şi controlat.
Deci, atunci când peştii cresc mai mari, ei cresc mai lent şi folosesc hrana mai puţin optim în comparaţie cu peştii mici şi, în acelaşi timp, ocupă o parte foarte mare din volumul sistemului. Numărul de peşti poate fi acelaşi ca atunci când peştii erau mici, însă, la talii mai mari este nevoie de mai mult spaţiu în bazin, mai mult oxigen şi mai multă hrană. Creşterea peştilor mari, în comparaţie cu peştii
Figura 3.2 Exemplu de rata a conversiei furajelor (FCR) a somonului de Atlantic într-un SAR, raportat la greutatea peştelui, la 14 °C 1,6
ITA Greutate individuală (g). FCR
0 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 Peso del espécimen (g)
mici, ridică problema menţinerii în sistem a unei biomase mari cu creştere lentă, pentru o perioadă considerabilă de timp, înainte de recoltare. Astfel, costurile investiţiei, precum şi costurile de funcţionare sunt considerabil mai mari atunci când se optează pentru creşterea peştelui de consum.
În comparaţie cu alte animale din zootehnie, cum ar fi porcii, bovinele şi galinaceele, în piscicultură există o mare varietate de specii. Spre exemplu, piaţa de porci, bovine sau pui nu este diversificată în acelaşi mod precum cea a peştelui. Consumatorii nu cer diferite specii de porci, vite sau pui, ci doar părţi sau dimensiuni diferite ale părţilor acestora. Când vine vorba de peşte, alegerea speciilor este largă, iar mulţi consumatori sunt obişnuiţi să aleagă dintr-o gamă generoasă de specii, fapt care le face atractive pentru utilizarea acestora în piscicultură. În ultimele decenii au fost introduse în acvacultură câteva sute de specii acvatice. Din această perspectivă, rata de domesticire a speciilor acvatice este mult mai rapidă decât cea a domesticirii plantelor sau altor animale.
Analizând volumul producţiei mondiale din acvacultură, imaginea nu este totuşi în favoarea unei producţii cu mai multe specii. Din figura 3.3 se poate observa că dintre speciile de peşti utilizate, crapii, tilapia şi alte specii de apă dulce reprezintă 47% din volumul producţiei comercializate din piscicultură. Somonul şi păstrăvul formează următorul grup, ca mărime, dar această categorie este compusă din doar două specii. Restul cuprinde vreo zece specii. Prin urmare, trebuie să înţelegem că, deşi există o mulţime de specii utilizate în acvacultură, doar câteva dintre acestea ajung să devină adevărate succese la scară mondială. Totuşi, acest lucru nu înseamnă că toate speciile noi de peşti introduse în acvacultură sunt eşecuri. Trebuie doar să înţelegem că volumul producţiei mondiale de specii noi este limitat şi că succesele şi eşecurile creşterii acestor specii depind foarte mult de condiţiile pieţei.
3.3 Structura producţiei de acvacultură la nivel global în 2018
Producerea unei cantităţi mici din speciile valoroase poate fi foarte rentabilă deoarece se bazează pe preţuri mari de valorificare. Totuşi, din cauza faptului că piaţa speciilor de nişă este limitată, preţul poate scădea dacă producţia şi, deci, disponibilitatea speciei, creşte. Poate fi foarte rentabil să fii primul şi singurul care produce o specie nouă în acvacultură. Pe de altă parte, este şi foarte riscant, deoarece gradul de incertitudine a producţiei şi a dezvoltării pieţei este ridicat. Atunci când se introduce o specie nouă în acvacultură, trebuie să se ţină cont de faptul că este necesară capturarea şi testarea unei specii sălbatice. Domesticirea este, de cele mai multe ori, o sarcină dificilă şi de durată. Există multe impacturi care pot influenţa performanţele creşterii, cum ar fi variabilitatea genetică mare a ritmului de creştere, a coeficientului de conversie a hranei, a supravieţuirii, problemele cu maturarea precoce şi susceptibilitatea la boli. Astfel, este foarte probabil ca performanţa adaptării speciilor sălbatice să nu corespundă cu aşteptările fermierului. De asemenea, o serie de virusuri existente la speciile sălbatice pot fi introduse în sistem, unele dintre acestea manifestându-se după câţiva ani, ceea ce poate constitui o experienţă demoralizantă.
Nu este simplu să oferi o recomandare generală asupra alegerii speciei crescute într-un sistem recirculant. Există mulţi factori care pot influenţa succesul unei asemenea afaceri în piscicultură. De exemplu, costurile locale ale construcţiei, costul şi stabilitatea sursei de energie electrică, disponibilitatea personalului specializat etc. Două întrebări esenţiale trebuie adresate înainte de oricare alte analize: în primul rând, specia aleasă are capacitatea de a da rezultate în instalaţia cu reciculare?; în al doilea rând, există o piaţă, pentru această specie, capabilă să
Capitolul 3: Speciile de peşte din sistemele recirculante
plătească un preţ suficient de mare şi să cumpere cantităţi semnificative pentru a face proiectul rentabil?
La prima întrebare răspunsul este foarte simplu: din punct de vedere biologic, orice specie crescută cu succes în acvacultura tradiţională poate fi la fel de simplu crescută într-un sistem recirculant. După cum am mai spus, mediul din interiorul sistemului recirculant poate fi reglat în aşa fel încât să corespundă cu exactitate nevoilor oricărei specii crescute. Tehnologia recirculantă, în sine, nu este un obstacol pentru nicio specie nou introdusă. Peştele va creşte la fel de bine, şi de multe ori chiar mai bine, într-un sistem recirculant. Că specia va răspunde la fel de bine şi din punct de vedere economic este mult mai incert, deoarece depinde de condiţiile de piaţă, de costurile realizării investiţiei şi de producţie şi de capacitatea speciei de a creşte rapid. Creşterea speciilor cu ritmuri de creştere scăzute, cum ar fi cele din apele extrem de reci, va face dificilă producerea unor cantităţi anuale suficiente pentru a justifica investiţia făcută într-o asemenea instalaţie.
Favorabilitatea condiţiilor de piaţă pentru o anume specie crescută în sistem recirculant depinde foarte mult de concurenţa cu alţi producători. Competiţia nu se rezumă doar la producătorii locali, comerţul cu peşte fiind şi el o afacere globală, care generează o concurenţă globală. Păstrăvarii din Polonia pot concura cu fermierii de somn din Vietnam sau cu fermierii de somon din Norvegia, deoarece peştele se distribuie la nivel global cu costuri foarte mici.
Întotdeauna sistemele recirculante au fost recomandate pentru producerea speciilor scumpe, deoarece preţurile mari de valorificare permit asigurarea unei marje pentru eventuale creşteri ale costurilor de producţie. Un exemplu bun îl constituie creşterea anghilei unde, preţul mare de valorificare permite costuri relativ ridicate de producţie. Pe de altă parte, există o tendinţă puternică de utilizare a sistemele recirculante chiar şi pentru specii mai ieftine, cum ar fi păstrăvul, tilapia şi somnul african.
Conceptul danez al fermei de păstrăv cu recirculare este un exemplu bun de acces al tehnologiei SAR în segmentul speciilor cu preţ mic, aşa cum este păstrăvul crescut până la greutatea de consum. Totuşi, este necesar ca aceste sisteme productive să fie foarte mari şi să opereze cantităţi de peste 1000 de tone, pentru a fi competitive. În producţia somonului, există în prezent un interes foarte mare în dezvoltarea unor ferme uriaşe de aproximativ 10000 de tone, ca alternativă la tehnologia tradiţională de creştere în viviere. Cele mai multe dintre aceste proiecte terestre se bazează pe tehnologia SAR, nu doar pentru a economisi apă şi a limita cantitatea de efluenţi, ci cu scopul de a muta producţia aproape de consumatori. SAR din apropierea oraşelor vor livra peşte proaspăt şi vor reduce şi emisiile de CO2 generate de somonul proaspăt, importat.
Oportunitatea creşterii anumitor specii în sisteme recirculante depinde de mulţi factori, cum ar fi, profitabilitatea, grija faţă de mediu, potenţialul biologic. În
tabelele de mai jos, speciile au fost grupate în diverse categorii, în funcţie de posibilitatea comercială de creştere în sisteme de recirculante.
Trebuie menţionat că, pentru peştii de vârstă mică, se recomandă întotdeauna utilizarea SAR, deoarece aceştia cresc mai repede şi sunt mai potriviţi unui sistem controlat până ajung la dimensiunea la care începe îngrăşarea.
Performanţele bune de creştere şi condiţiile de piaţă acceptabile fac ca aceste specii să fie pretabile pentru creşterea în sisteme recirculante până la greutăţi de comercializare:
Specia
Păstrăv arctic (Salvelinus alpinus) 14 °C
Somon de Atlantic, puiet (Salmo salar) 14 °C
Anghila (Anguilla anguilla)
24 °C
Grouper (Epinephelus spp.)
28 °C
Păstrăv curcubeu (Oncorhynchus mykiss)
16 °C
Păstrăvul arctic sau produşii de încrucişare cu păstrăvul fântânel are un istoric îndelungat de creştere în acvacultura de apă rece.
Puietul de somon de Atlantic se creşte în apă dulce înainte de a fi transferat în apa sărată pentru faza de îngrăşare. Puietul de somon se creşte în sisteme recirculante cu rezultate foarte bune.
Specie cu succes confirmat în sistem recirculant. Nu se poate reproduce în captivitate. Este necesară capturarea leptocefalilor din mediul natural. Este considerată specie ameninţată şi ar trebui luată în considerare dacă este şi etic justificată.
Peşte marin crescut în principal în Asia. Există mai multe specii. Necesită cunoştinţe în reproducere şi predezvoltare. Cresc relativ rapid.
Uşor de crescut. Utilizat în sisteme recirculante cu apă dulce, de la alevini la greutatea unei porţii. Se poate creşte în sistem recirculant şi la dimensiuni mai mari, fie în apă dulce, fie în apă marină
Se vinde pe anumite pieţe la preţuri acceptabile până la bune.
De regulă, piaţa puietului de somon este foarte bună. Cererea creşte constant, iar piaţa pentru puiet de talie mai mare este în creştere
Unii clienţi refuză achiziţia din cauza statutului de specie ameninţată.
Vândut mai ales pe pieţele locale la preţuri bune în zonele în care producţia este asigurată de numeroşi mici producători.
Competiţie relativ dură pe majoritatea pieţelor. Produsele trebuie diversificate
Lavrac/Doradă (Dicentrarchus labrax / Sparus aurata)
24 °C
Sturioni (Acipenser spp.)
22 °C
Calcan (Scophthalmus maximus)
17 °C
Crevete cu picioare albe de Pacific (Penaeus vannamei)
30 °C
Seriola cu coadă galbenă (Seriola lalandi) 22 °C
Acvacultura marină dezvoltată la nivel industrial, în viviere flotabile. Faza larvară necesită competenţe ridicate. În sistem recirculant a dovedit creştere bună.
În general, condiţii de piaţă dificile, dar poate obţine preţuri bune pentru produsul proaspăt pe anumite pieţe locale
Grup de peşti cuprinzând mai multe specii relativ uşor de crescut. Este necesară competenţă în diverse stadii ale ciclului biologic. Sturionicultura în sisteme recirculante este în expansiune.
Sunt necesare cunoştinţe solide în managementului reproducătorilor şi în reproducere. Creşte foarte bine în sisteme recirculante
Cea mai cunoscută specie de crevete din acvacultură. Creşterea în sistem recirculant s-a dovedit un succes. Metodele de producţie se dezvoltă.
Condiţii acceptabile de piaţă pentru carne. Comercializarea caviarului pare să ia avânt în segmentul produselor de lux.
Condiţii în general dificile pe piaţa internaţională. Pe pieţele locale se pot obţine preţuri mai mari.
Preţurile crevetelui sunt în general bune spre mari în comparaţie cu preţurile peştelui.
Seriola cu coadă galbenă, sau Peştele Rege, este o specie de apă sărată care a demonstrat capacitatea de a creşte bine atât în viviere, cât şi în sistemele terestre
Preţurile pieţei sunt bune. Se vinde pe anumite pieţe.
Preţurile scăzute de piaţă fac ca producerea profitabilă a următoarelor specii în sistem recirculant să constituie o provocare, eforturile de marketing şi vânzări fiind foarte importante:
Somn African (Clarias gariepinus)
28 °C
Barramundi (Lates calcarifer)
28 °C
Crap (ex.Cyprinus carpio)
26 °C
Pangasius (Pangasius bocourti)
28 °C
Biban (Perca fluviatilis) 17 °C
Tilapia (Oreochromis niloticus)
28 °C
Coregonul (Coregonus lavaretus)
15 °C
Specie de apă dulce foarte uşor de crescut. O specie robustă şi cu creştere rapidă care se comportă bine în sisteme recirculante. Producţia trebuie să fie foarte eficientă din punct de vedere al costurilor.
Denumit de asemenea şi bibanul de mare asiatic. Trăieşte şi în apă dulce şi în apă marină. Necesită cunoştinţe în stadiul de dezvoltare larvară. Relativ simplă în faza de creştere la dimensiuni comerciale.
Toate speciile de crap cresc bine în sisteme recirculante. Principala problemă o constituie menţinerea la un nivel scăzut a cheltuielilor de producţie.
Acest somn se creşte în eleşteie mari, în principal, în Vietnam. Capacitate impresionantă de supravieţuire şi de creştere în condiţii aflate sub standarde.
Specie de apă dulce care a dovedit capacitate bună de creştere în sistem recirculant, deşi nu e foarte utilizată.
Preţuri moderate spre joase. Majoritatea producţiei este vândută în stare vie pe pieţele locale. Sunt necesare eforturi mari de marketing.
Vândut în principal pe pieţele locale la preţuri rezonabile.
Piaţa internaţională în creştere datorită intensificării marketingului global.
Crapul este considerat o categorie cu preţ mic în majoritatea pieţelor, dar in anumite pieţe poate obţine preţuri mai mari în timpul sărbătorilor de sezon.
Produs destinat segmentului de preţuri mici în piaţa globală, nefiind spaţiu financiar pentru costuri de producţie.
Piaţă redusă cu preţuri fluctuante.
Una dintre cele mai utilizate specii în acvacultură, viguroasă şi cu un ritm de creştere rapid. Costurile de producţie trebuie menţinute la minimum pentru a păstra competititvitatea.
Coregonii sunt un gen de peşti de apă dulce care pot fi cultivaţi în acvacultură inclusiv în sisteme cu recirculare.
Se vinde global la preţuri mici spre moderate. Poate obţine preţuri mai mari la nivel local.
Preţurile sunt relativ scăzute, deoarece există o concurenţă puternică din partea speciilor din captură.
Capitolul 3: Speciile de peşte din sistemele recirculante
Creşterea următoarelor specii la scară viabilă din punct de vedere economic în sisteme recirculante sau în acvacultură în general, constituie o provocare serioasă, fie din cauza dificultăţilor de gestionare din punct de vedere biologic şi/ sau din cauza condiţiilor de piaţă foarte dure:
Specia
Cod de Atlantic (Gadus morhua) 12 °C
Somon de Atlantic, mare (Salmo salar) 14 °C
Ton roşu (Thunnus thynnus)
24 °C
Cobia (Rachycentron canadum)
28 °C
Limandă (Microstomus kitt)
17 °C
Şalău (Sander lucioperca)
20 °C
Stadiul actual Piaţă
Creşterea puilor s-a făcut cu succes în SAR. Creşterea în etapele următoare necesită studii şi deocamdată nu poate fi făcută în SAR.
În mod obişnuit, somonul de talie mare se creşte în viviere marine pentru a atinge talia de comercializare de cel puţin 5kg. Creşterea acestuia în instalaţii amplasate pe uscat se dezvoltă rapid.
Îngrăşarea peştelui capturat din mediul sălbatic este, până în prezent, cel mai rentabil model tehnologic. Controlul întregului ciclu de producţie este, încă, în faza de dezvoltare.
Specie nouă în acvacultura marină cu o calitate bună a cărnii. Creşterea peştelui de consum se face în viviere. Producţia este în creştere, desi sunt dificultăţi la reproducere.
Nu este încă o specie nouă pentru acvacultură, deoarece sunt multe necunoscute, ca: genetica, biologia, hrănirea etc
Specie de apă dulce dificil de crescut. Faza larvară pune probleme, faza de creştere finală pare să funcţioneze ceva mai bine. Există doar câteva SAR de succes pentru şalău.
Pe piaţă, preţurile fluctuează, acestea fiind puternic afectate de capturile din pescuitul comercial.
Piaţa globală este dominată de Norvegia. Există o tendinţă spre produse certificate.
Poate obţine preţuri foarte mari pe o piaţă globală agitate.
Piaţa nu este bine dezvoltată, specii fiind necunoscută pe majoritatea pieţelor.
Produs din gama de lux care poate obţine preţuri mari şi stabile.
Preţuri bune şi juste. Cererea va creşte, căci stocurile sălbatice se reduc, iar consumul creşte.
Ideea de a construi o fermă piscicolă cu sistem recirculant se bazează, de cele mai multe ori, pe estimări foarte diverse asupra a ceea ce este important şi ceea ce este interesant. Oamenii au tendinţa să se concentreze asupra lucrurilor pe care deja le cunosc sau pe ceea ce este provocator, iar în acest proces uită de celelalte aspecte ale unui asemenea proiect.
Cinci aspecte majore ar trebui abordate înainte de a începe un astfel de proiect:
• Preţurile de vânzare şi piaţa pentru specia în cauză;
• Alegerea amplasamentului, inclusiv obţinerea acordurilor de la autorităţi;
• Proiectarea sistemului şi a tehnologiei de producţie;
• Forţa de muncă, incluzând şi un administrator;
• Finanţarea completă a proiectului de la început şi până la operaţionalizarea afacerii.
Preţurile de comercializare şi piaţa
Primul lucru care trebuie cunoscut este dacă specia poate fi vândută la un preţ acceptabil şi într-un volum suficient. De aceea, trebuie făcută o analiză adecvată a pieţei înainte de a continua. Preţurile din magazine sunt foarte diferite de preţurile care se pot obţine la livrarea din fermă. Traseul peştelui din fermă în supermarket este unul complex şi presupune proceduri pentru sacrificare, eviscerare, ambalare şi transport. Costurile aferente pot fi semnificative şi trebuie considerate în calculele generale. Supermarketul şi intermediarul îşi vor lua partea lor de profit, iar pierderea rezultată din eviscerare va avea o contribuţie importantă asupra cantităţii de peşte care va fi plătită.
Selecţia amplasamentului şi licenţierea
Selectarea unui amplasament adecvat este deosebit de importantă. Deşi tehnologia cu recirculare pretinde că economiseşte apa, nevoia de apă în piscicultură este evidentă. Apa de foraj este, de departe, cea mai preferată sursă, datorită purităţii şi temperaturii scăzute. Nu se recomandă utilizarea apei de suprafaţă, de ex. din râu, lac sau mare. Dacă se utilizează apă marină se recomandă construirea drenurilor în nisip sau utilizarea unui foraj.
Figura 4.1 Traseul de la ideea de proiect până la produsul final
Alegerea amplasamentului este direct legată şi de costurile cu obţinerea aprobărilor din partea autorităţilor locale, regionale sau naţionale pentru construirea unei ferme piscicole. De multe ori, această etapă este subestimată în raport cu dificultatea şi durata obţinerii autorizaţiei de evacuare a efluentului dintr-o fermă piscicolă. Deşi efluentul este tratat minuţios şi toate particulele solide sunt reţinute, încărcarea în nutrienţi preocupă întotdeauna autorităţile. Se recomandă elaborarea unei schiţe de proiect, în aşa fel încât autorităţile să poată fi abordate din timp în vederea obţinerii autorizaţiei de construire, a autorizaţiei de gospodărire a apei, a autorizaţiei de mediu etc.
Proiectarea sistemului şi a tehnologiei
Mulţi fermieri au tendinţa de a proiecta şi construi ei înşişi sisteme şi soluţii, ceea ce, la prima vedere, este normal pentru reducerea costurilor şi materializarea propriilor idei. Totuşi, din experienţa anterioară, multe SAR au fost subdimensionate în ceea ce priveşte necesarul real, de exemplu, de oxigen, debit de apă sau de spaţiu pentru creşterea unei anumite cantităţi de peşte. Înţelegerea nevoilor biologice ale peştilor şi dimensionarea reală a etapei de tratare a deşeurilor în procesul de recirculare au fost adesea omise, ceea ce a dus la dimensionarea incorectă şi, de obicei, la subdimensionarea sistemelor. Astfel de proiecte sunt eşecuri, nu numai pentru fermier, ci şi pentru reputaţia întregului sector. Oricum, cea mai bună soluţie este cooptarea unei echipe profesioniste a furnizorilor acestor sisteme, cu care să se discute ideile şi să se aleagă împreună soluţia optimă. Fermierul trebuie să fie preocupat cu operarea şi optimizarea administrării fermei, în loc să fie preocupat cu detaliile tehnice sau cu munca de proiectare. Colaborarea dintre fermier şi furnizorul de tehnologie este valoroasă pentru succesul dezvoltării proiectului, dar împărţirea responsabilităţilor trebuie să fie clară. Furnizorii sistemelor recirculante lucrează, de obicei, într-o manieră foarte organizată, în care dau viaţă sistemului, de la proiectul de bază până la construirea şi în final la pornirea fermei. Unii furnizori
Capitolul 4: Planificarea şi implementarea proiectelor
asigură şi consultanţă zilnică pentru managementul fermei şi pentru procedurile operaţionale, asigurându-se că predarea proiectului se face în bune condiţii şi că permite derularea cu succes a afacerii pe termen lung.
Forţa de muncă
Găsirea personalului calificat este vitală, astfel încât să poată fi asigurată funcţionarea fermei. Cel mai important aspect este identificarea unui manager general pentru fermă, care este dedicat în totalitate postului şi care doreşte să reuşească la fel de mult ca acţionarii. Peştii sunt fiinţe şi necesită zilnic un management atent pentru a avea o creştere bună într-un mediu propice. Greşelile sau deciziile eronate vor avea un efect semnificativ imediat asupra producţiei şi a stării de întreţinere a efectivelor piscicole. Pe măsură ce acvacultura se dezvoltă şi devine din ce în ce mai profesionistă, nevoia de personal calificat este evidentă. Instruirea şi educaţia devin din ce în ce mai mult o parte indispensabilă a acvaculturii moderne.
Necesitatea asigurării finanţării întregului proiect este de multe ori subestimată. Costurile de capital sunt foarte mari la construirea unui SAR nou, iar investitorii par să uite că producerea peştelui de consum presupune răbdare. Timpul scurs de la începerea construcţiei şi până la obţinerea primelor venituri din vânzarea peştelui este, în mod normal, de unul până la doi ani. Fluxul de numerar este, deci, redus la început şi se recomandă popularea unei cantităţi mai mari de peşte în faza iniţială a proiectului şi, în primul an, comercializarea puietului, până când sistemul atinge capacitatea zilnică exprimată în volum şi talie corporală. Un alt aspect important este includerea tuturor costurilor în estimarea necesarului investiţional şi capitalului de lucru, şi asigurarea unei marje de rezervă pentru probleme neprevăzute. Într-un sistem recirculant, tehnologia utilizată este în relaţie directă cu biologia speciei. Asta înseamnă că, orice soluţie tehnică subdimensionată, care nu a fost instalată sau care nu funcţionează, va afecta grav principiile recirculării. În final, aceasta va afecta starea efectivelor şi performanţele creşterii, cu efect negativ asupra calităţii şi volumului producţiei.
Pentru a avea o sistematizare generală a întregului proiect este nevoie de elaborarea unui plan de afaceri. Prezentarea în detaliu a modului de realizare a unui plan de afaceri sau a realizării unui studiu de piaţă excedează obiectivele acestui ghid. Informaţiile specifice privitoare la aceste aspecte trebuie căutate în alte surse. Totuşi, prezentăm mai jos o schiţă a planului de afaceri şi câteva exemple de buget şi de calcule financiare, pentru a furniza cititorului o imagine generală şi a-i atrage atenţia asupra provocărilor cu care se poate confrunta atunci când hotărăşte să iniţieze un astfel de proiect de piscicultură.
Ghiduri în începerea unei afaceri şi modele de planuri de afaceri sunt disponibile la o simplă căutare sau prin intermediul resurselor de genul acesta: www.bplans.com
Figura 4.2 Principalele elemente ale planului de afaceri (modificat după Palo Alto Software Ltd.)
1. Cuprins:
Obiective, misiune şi soluţii de succes
2. Prezentarea companiei:
Acţionariat, parteneri
3. Produse:
Analiza produsului
4. Rezumatul analizei de piaţă:
Cum e segmentată piaţa?
Care e piaţa ţintă?
Care sunt nevoile pieţei?
Concurenţa?
5. Strategia abordată şi Implementarea
Avantajele competitive Strategia de vânzări
Planificarea vânzărilor
6. Management
Statul de funcţiuni
Organizarea companiei
7. Planul financiar
Premisele de bază
Analiza cost-beneficiu
Proiecţia profitului sau pierderii
Fluxul de numerar şi bilanţul
Capitolul 4: Planificarea şi implementarea proiectelor
Pentru a rezuma bugetele cerute în planul de afaceri, acestea includ:
• Bugetul de investiţii (CAPEX)
(Cheltuieli de capital, costuri totale de capital)
• Bugetul cheltuielilor operaţionale (OPEX) (Cheltuieli operaţionale, cheltuieli de exploatare)
• Buget de numerar (Lichiditate, fluxuri de numerar)
Este întotdeauna recomandabilâ consultarea unui economist profesionist pentru elaborarea bugetelor amănunţite şi a contabilizării tuturor cheltuielilor. Un buget bine documentat este, de asemenea, necesar pentru a convinge investitorii, pentru a obţine un împrumut bancar şi pentru a aborda instituţiile finanţatoare.
Planificarea producţiei
De asemenea, este importantă planificarea în detaliu a producţiei de peşte şi bugetarea cu atenţie a planului astfel realizat. Planul de producţie este documentul de lucru fundamental pentru calcularea producţiei obţinute la un moment dat. Fermierul va popula, cel mai adesea, ferma cu mai multe loturi de icre, larve sau pui în timpul anului pentru a asigura o producţie constantă de peşte comercializabil pe tot parcursul anului. Peştii vor fi sortaţi în diferite clase de mărime, pe măsură ce cresc până la dimensiunea finală. Planul de producţie se bazează pe performanţa de creştere a peştelui în cauză şi poate fi descris de o curbă de creştere.
Figura 4.3 Curba estimată de creştere a somonului de Atlantic salmon crescut în SAR la 14 °C
Greutate, (g)
Zile după prima furajare
Curba se bazează pe date din tabele de furajare şi sunt ajustate pe baza experienţei fermierilor de somon în SAR
Planul de producţie trebuie revizuit periodic, deoarece peştele se comportă, de obicei, mai bine sau mai rău în realitate decât în teorie. Realizarea unui plan de producţie presupune, în principiu, calcularea sporului de creştere a peştelui de la o lună la alta. Cu toate acestea, experienţa practică şi discuţiile cu alţi fermieri trebuie luate în considerare la finalizarea planului.
Sunt disponibile câteva programe de calcul şi de planificare a producţiei. Ele se bazează, toate, pe calculul creşterii utilizând sporul zilnic de creştere a speciei în cauză. Ritmul de creştere depinde de specie, de dimensiunea peştelui şi de temperatura apei. Diverse specii de peşte au diferite temperaturi optime de creştere, în funcţie de habitatul lor natural, în timp ce puietul are ritmuri de creştere mai mari decât peştii în faza de îngrăşare.
Consumul de furaje şi coeficientul de conversie a hranei (FCR) fac parte integrantă din aceste calcule. Un mod simplu de abordare a planului de producţie constă în obţinerea tabelelor de furajare pentru specia în cauză. Asemenea tabele sunt disponibile la producătorii de furaje şi ţin cont de specie, de talie şi de temperatura apei (vezi Tabelul 4.1).
Tabelul 4.1 Exemplu de raţie de furajare recomandată pentru sturion, de diverse greutăţi, calculată ca procent din greutatea corporală, la diverse temperaturi ale apei.
Greutatea peştelui (g)
granulei de
Furajarea şi alegerea tipului de furaj trebuie adaptate la strategia de producţie şi la condiţiile de creştere. Furajarea făcută conform recomandărilor va duce la obţinerea celui mai bun FCR reducând costurile cu furajul şi excreţia. Mărirea raţiei furajere va îmbunătăţi creşterea pe seama unui FCR mai ridicat. Sursa: BioMar Împărţind raţia de furajare la FCR vom obţine ritmul de creştere a peştelui. Sporul de creştere zilnic poate fi apoi calculat utilizând formula:
K n = K0(1+r)n
Capitolul 4: Planificarea şi implementarea proiectelor
unde “n” este numărul de zile, “K0” este greutatea peştelui în ziua 0, “Kn ” este greutatea peştelui în ziua a “n”-a, iar “r” este ritmul de creştere. Un peşte de 100 de grame care creşte cu 1,2% zilnic va avea după 28 de zile.
K28 zile = K100 grame (1+0,012)28 zile = 100 (1,012)28 = 139,7 grame
Oricare ar fi greutatea şi numărul de exemplare, ecuaţia poate fi folosită pentru calculul creşterii efectivului piscicol, contribuind la elaborarea unui plan de producţie precis şi oferind bazele pentru identificarea momentului în care este necesară sortarea peştilor şi distribuirea lor în mai multe bazine de creştere. Trebuie reţinut că, în elaborarea planului de producţie, este necesară scăderea, din calcule, a mortalităţilor. Se recomandă calcularea lunară a ratei mortalităţii, de regulă, în funcţie de experienţă, în jurul valorii de 1%. O lună nu trebuie considerată ca având 30 de zile, deoarece sunt zile în care peştele nu se furajează, datorită procedurilor de lucru, motiv pentru care, în calculul de mai sus, s-a utilizat 28 de zile drept timp de creştere.
Costuri şi investiţii
Bugetul de investiţii depinde, în mare măsură, de construcţia în sine, care la rândul ei depinde de ţara şi de condiţiile locale, specifice, ale amplasamentului. Un exemplu de buget de investiţii cu defalcarea capitolelor estimată în procente este prezentat în Tabelul 4.2. Achiziţionarea terenului nu este inclusă.
Tabelul 4.2 Exemplu de buget de investiţii pentru un sistem recirculant de interior, complet operaţional, cu estimarea contribuţiei în bugetul total. Distribuţia costurilor poate varia în funcţie de tipul sistemului, de specia aleasă şi de amplasament
Bugetul de investiţii
Pondere costuri de capital
Lucrări civile: amenajarea terenului, construcţii, betoane şi construcţii montaj, instalaţii sanitare, instalaţii electrice, trotuare 46%
Sistemul recirculant: Proiectare şi echipamente, transport şi instalare 33%
Bazinele pentru peşte, incl. alimentări/evacuări 12%
Sisteme de furajare şi iluminat 2%
Ȋncălzire, răcire, ventilaţie 3%
Manipularea peştelui inclusiv conducte 3%
Echipamente operaţionale 1%
Costurile construcţiei nu depind doar de standardele locale de cost, ci şi de specia de peşte şi de dimensiunea fermei. Acestea mai depind, în foarte mare măsură, de opţiunea pentru parcurgerea tuturor etapelor ciclului biologic sau doar a fazei de îngrăşare şi dacă sistemul va fi de interior sau de exterior. Asemenea decizii depind de climă, de specia aleasă, de scopul producţiei etc. Există o tendinţă evidentă ca, odată cu creşterea ratei de recirculare, să crească nevoia de a plasa sistemul în interior.
Pentru fermele integral bazate pe SAR, inclusiv toate facilităţile, cum ar fi incubaţie, creştere alevini şi bazine de creştere a peştelui de consum, echipate cu sisteme de hrănire, echipamente de sortare, alimentare cu apă şi tratare a apei reziduale etc., costul total de investiţie (CAPEX) va ajunge între 12 - 20 EUR (sau mai mult) per kg produs pe an.
Figura 4.4 Exemplu de distribuţie a costurilor în cazul unei ferme mari care produce păstrăv la greutatea unei porţii de consum (2000t/an) care porneşte de la pui de păstrăv şi îi creşte până la greutăţi de 300 – 500 gr/exemplar.
Furaj (fără pigment)
Amortizare
Salarii
Puiet
Energie
Administra re şi vânzări
Oxigen
Întreţinere şi asigurări
Ch imicale
Costul total de producţie a unui kilogram de peşte este sub 2 EUR/kg
Cu cât greutatea de comercializare a peştelui este mai mare, cu atât costul investiţiei creşte, deoarece creşterea peştelui la greutăţi individuale mari necesită un spaţiu mai mare pentru a produce aceeaşi cantitate, în comparaţie cu greutăţile individuale mai mici. Astfel costurile pentru producerea peştelui cu greutate de comercializare mare, cum este somonul de 4 – 5 kg, va atinge 20 EUR/kg produs anual într-un sistem complet. Pe de altă parte, sistemele recirculante exterioare utilizate doar pentru faza de îngrăşare a puietului, cum ar fi păstrăvul la dimensiunea de consum, vor genera un preţ mai mic, datorită ritmului mai mare de creştere al peştelui de talie mai mică.
Capitolul 4: Planificarea şi implementarea proiectelor
Cele mai mici investiţii vor fi necesare în cazul modulelor de piscicultură în aer liber, care produc specii cu greutate de piaţă mică, în sisteme recirculante mai puţin avansate, utilizate doar pentru creşterea peştelui de consum pentru: tilapia, somn sau păstrăv. Costul investiţiei pentru astfel de module simple de creştere în SAR, fără a include costurile pentru clădiri, tratarea apei de alimentare etc., concepute doar pentru a creşte peşte din stadiul de alevini până la o dimensiune comercială, este estimat la aproximativ 6 EUR per kg produs pe an, la o capacitate de peste 1000 de tone.
În acvacultura modernă, trebuie luată în considerare economia de scară. Când se elaborează un buget, se constată că, în cazul construirii unei ferme mai mari se vor reduce costurile de investiţii şi costurile operaţionale per kg de peşte produs în comparaţie cu înfiinţarea unei ferme mai mici. În general, proiectele SAR pentru peşte de consum sunt de la aproximativ 500 de tone la 10000 de tone de producţie pe an. Proiectele mai mici tind să se refere la peşti mai valoroşi, cum ar fi bibanul sau calcanul, iar proiectele mai mari se referă la peşti cu preţuri mai mici precum tilapia şi somnul. Excepţia de la regulă o constituie SAR amplasate pe uscat, unde proiectele sunt uriaşe, deşi preţul de piaţă este relativ bun. Asta se poate explica prin faptul că aceste SAR de somon produc peşti mari cu creştere lentă în comparaţie cu peştii mai mici şi cu creştere mai rapidă, cum ar fi somnul sau tilapia.
În ceea ce priveşte necesarul de teren, suprafaţa construită a unui SAR depinde de specia aleasă şi de intensitatea producţiei. În general, suprafaţa construită a unui SAR este de circa 1000m2 pentru 100 de tone de peşte. Cu cât producţia este mai mare, cu atât suprafaţa necesară producerii a 100 de tone de peşte este mai mică, deoarece bazinele sunt mai mari şi pot fi construite mai adânci. În consecinţă, o fermă mare, de 1000 de tone va necesita doar 7000m2 de suprafaţă construită. De obicei, va fi necesar mai mult teren pentru lucrările auxiliare cum sunt: priza de apă, tratarea apelor uzate, încărcarea peştelui, drumuri etc.
Este interesant de observat în figura 4.4 că, de fapt, consumul de energie reprezintă doar 7% din costuri. Concentrarea pe consumul de energie este importantă, însă acesta nu este nici pe departe costul dominant. În realitate, acesta este echivalent cu cel al multor ferme tradiţionale în care utilizarea aeratoarelor, a pompelor, a conurilor de oxigen şi a altor instalaţii consumă o cantitate substanţială de energie electrică.
Aşa după cum se poate observa din Figura 4.4. costul cu cea mai mare pondere îl constituie cel cu furajele, ceea ce înseamnă că managementul performant este cel mai important factor. Îmbunătăţirea FCR va avea un impact semnificativ asupra eficienţei producţiei, deaorece peştele va creşte mai mult în greutate pentru fiecare kilogram de furaj utilizat şi încărcarea filtrelor mecanice şi biologice va fi mai scăzut.
În anexă, este prezentată o listă de verificare a aspectelor tehnice şi biologice care pot afecta realizarea unui SAR. Această listă este utilă pentru identificarea detaliilor şi posibilelor obstacole care pot să apară în derularea proiectului.
Trecerea de la piscicultura tradiţională la cea în sisteme recirculante schimbă în mod radical practicile cotidiene şi competenţele necesare pentru administrarea fermei. Fermierul trebuie să devină un administrator atât al peştelui, cât şi al apei. Sarcina gestionării şi menţinerii calităţii apei a devenit la fel de importantă sau chiar mai importantă decât îngrijirea efectivelor piscicole. Modelul tradiţional de desfăşurare a activităţilor cotidiene într-o fermă clasică deschisă s-a rafinat către efectuarea unor reglaje sensibile ale unei maşinării care funcţionează non-stop. Supravegherea automată a întregului sistem asigură accesul permanent al fermierului la informaţii din sistem, iar modulul de avertizare va anunţa apariţia unei situaţii de urgenţă.
Figura 5.1 Calitatea apei şi debitele de alimentare, în cazul filtrelor şi bazinelor, trebuie frecvent examinate vizual
ex. Modelul de aerare a biofiltrului cu pat fix, vizibil în plan secund, trebuie să fie stabil şi uniform.
Rutine şi proceduri
Mai jos sunt prezentate cele mai importante practici şi proceduri de lucru. Mult mai multe detalii vor apărea în practica zilnică, însă operaţiunile de bază menţionate aici vor oferi o imagine clară. Este importantă întocmirea unei liste cu toate activităţile zilnice care trebuie efectuate şi, de asemenea, a alteia cu verificările care trebuie efectuate la intervale mai mari.
Zilnic sau săptămânal:
• Examinarea vizuală a comportamentului peştilor
• Examinarea vizuală a calităţii apei (transparenţă/turbiditate)
• Verificarea debitelor în bazine
• Verificarea administrării furajelor din echipamentele de furajare
• Îndepărtarea şi înregistrarea exemplarelor moarte
• Spălarea evacuării din bazine, dacă acestea sunt prevăzute cu conducte verticale de evacuare
• Curăţarea membranei sondei de oxigen
• Înregistrarea concentraţiei oxigenului în bazine
• Verificare nivelelor de apă în pompele de evacuare
• Verificarea duzelor de pulverizare la filtrul mecanic
• Înregistrarea temperaturii
• Efectuarea testelor pentru amoniac, nitriţi, nitraţi, pH
• Înregistrarea volumului de apă proaspătă utilizat
• Verificarea presiunii în conurile de oxigenare
• Verificarea NaOH sau a varului pentru reglarea pH-ului
• Verificarea funcţionării lămpilor UV
• Înregistrarea consumului de energie (kWh)
• Citirea mesajelor scrise de colegi pe tabla de informare
• Verificarea activării sistemului de alarmă la plecarea din fermă.
Săptămânal sau lunar:
• Curăţarea biofiltrelor conform manualului
• Scurgerea condensului din compresor
• Verificarea nivelului de apă din rezervorul tampon
• Verificarea cantităţii de oxigen din rezervor
• Calibrarea pH-metrului
• Calibrarea hrănitoarelor
• Calibrarea senzorilor de O2 din bazine şi din sistem
• Verificarea alarmelor – efectuarea unui test de alarmare
• Verificarea funcţionării alimentării de urgenţă cu oxigen în toate bazinele
• Verificarea tuturor pompelor şi motoarelor pentru defecţiuni sau zgomote
• Verificarea generatoarelor şi efectuarea unui test de pornire
• Verificarea funcţionării ventilatoarelor filtrelor degazoare
• Gresarea rulmenţilor filtrelor mecanice
• Spălarea duzelor filtrelor mecanice
• Identificarea zonelor cu “apă moartă” din sistem şi aplicarea măsurilor adecvate
• Verificarea pompelor de evacuare – nu trebuie să existe nămol
6-12 luni:
• Curăţarea sterilizatorului cu UV, înlocuirea anuală a lămpilor
• Schimbarea uleiului şi a filtrelor de ulei de la compresoare
• Verificarea curăţeniei interioare a turnurilor de răcire
• Verificarea stării de curăţenie a degazorului şi, eventual, curăţarea
• Curăţarea atentă a biofiltrului, dacă este cazul
• Întreţinerea senzorilor de oxigen
• Înlocuirea duzelor filtrului mecanic
• Înlocuirea elementelor filtrante la filtrele mecanice.
Figura 5.2 Generator de oxigen. Verificarea şi întreţinerea instalaţiilor speciale trebuie avute în vedere. Adesea, mentenanţa este asigurată printrun contract de service cu o firmă autorizată
Gestionarea sistemelor recirculante necesită înregistrarea continuă şi ajustarea parametrilor care contribuie la obţinerea unui mediu de creştere perfect pentru peşti. Pentru fiecare parametru vizat există anumite limite acceptabile din punct de vedere biologic. De-a lungul întregului ciclu de producţie, fiecare sector ar trebui, pe cât posibil, închis şi repornit pentru fiecare lot de peşti. Schimbările în regimul productiv afectează sistemul în ansamblu, dar mai ales biofiltrul, care este sensibil la lipsa apei sau la alte modificări. În figura 5.3 se poate observa concentraţia compuşilor cu azot în cazul activării unui biofiltru. Fluctuaţii apar în cazul mai multor parametri, dintre care cei mai importanţi sunt menţionaţi în Figura 5.4. În anumite situaţii, concentraţia acestor parametri poate creşte până la nivele nefavorabile sau chiar toxice pentru peşti. Este, oricum, imposibil să furnizezi date exacte asupra acestor concentraţii, deoarece toxicitatea depinde de diverşi alţi parametri, cum ar fi: specia, temperatura şi pH-ul. Peştii se vor adapta, de cele mai multe ori, condiţiilor de mediu, putând tolera concentraţii mai mari ale anumitor compuşi, precum bioxidul de carbon, nitriţii sau nitraţii. Cea mai importantă este evitarea schimbărilor bruşte a parametrilor fizici sau chimici ai apei.
Figura 5.3 Fluctuaţia concentraţiei diverselor forme de azot la activarea unui biofiltru
Risc de toxicitate pe nitriți Amoniac Nitrit
Concentraţie
Timp
Tabel 5.1 Nivele optime şi defavorabile ale diverşilor parametri fizico-chimici ai apei în sistemele recircualante
Parametru
Solide în suspensie
CCO (consum chimic de oxigen)
mg/l
(funcţie de pH) > 0,025
– 25 > 100
– 100 necunoscut CBO (consum biochimic de oxigen)
Turbiditate
Mediul sărat va necesita valori modificate ale parametrilor de mai sus. Lista este doar orientativă. Unele specii necesită o apă mai curată faţă de altele. Puietul va avea nevoie întotdeauna de apă mai curate decât peştele de consum.
Capitolul 5: Operarea unui sistem recirculant
Toxicitatea zonei de maxim a nitriţilor poate fi evitată prin adăugarea, în sistem, a sării. O concentraţie a sării de 0,3‰ (ppm) este suficientă pentru inhibarea toxicităţii nitriţilor. În Tabelul 5.1 sunt propuse diverse valori ale parametrilor fizico-chimici ai apei.
Întreţinerea biofiltrului
Biofiltrul trebuie să funcţioneze în condiţii optime în permanenţă pentru a asigura o calitate ridicată şi constantă a apei din sistem. Următorul exemplu prezintă procedurile de întreţinere a biofiltrului.
Figura 5.4 Schiţă de principiu a unui biofiltru din polietilenă (PE).
Biofilter / Microfilter chamber
Water inlet
Top plate
Outlet box / -pipe
Aeration manifold
Aeration and cleaning air
Sludge outlet
De regulă, biofiltrele se amplasează deasupra nivelului solului şi sunt prevăzute cu o valvă de descărcare a nămolului pentru a uşura evacuarea şi spălarea acestuia. Apa cu nămol este trimisă către sistemul de tratare a nămolului, din exteriorul sistemului recirculant. În imaginea din dreapta se poate vedea dimensiunea unui biofiltru mare confecţionat din polietilenă. Sursa: AKVA group
Întreţinerea biofiltrului include:
• Perierea tăvii superioare, la două săptămâni, pentru a evita dezvoltarea bacteriilor şi algelor şi eventuala obturare a perforaţiilor
• Perierea şi curăţarea, la fiecare două săptămâni, a difuzoarelor situate în conductele de apă dintre ultimul biofiltru şi filtrul de microparticule
• Program regulat de monitorizare şi curăţare
Figura 5.5 Ȋn biofiltrul din polietilenă multicameral, modelul de curgere este de la stânga la dreapta şi de sus în jos, în fiecare cameră.
Majoritatea materiei organice este îndepărtată de către bacteriile heterotrofe în prima cameră. Încărcătura organică redusă, care pătrunde în cea de-a doua cameră, asigură un biofilm nitrificator subţire care transformă amoniacul în nitraţi. În ultima cameră, numită şi filtru de microparticule, se asigură îndepărtarea particulelor foarte fine care nu au putut fi îndepărtate de către filtrul mecanic. Acest tip de filtru poate fi construit şi din beton.
Următorii parametri trebuie urmăriţi cu regularitate:
• Verificarea distribuţiei bulelor de aer pe tot traseul fiecărei camere din biofiltru. În timp, biofiltrul acumulează materie organică care va avea efect asupra distribuţiei bulelor de aer şi va creşte dimensiunea acestora
• Verificarea înălţimii dintre suprafaţa apei în biofiltru şi în cilindrul de PE pentru a identifica modificări ale debitelor în biofiltru şi în filtrul de microparticule
• Măsurarea cu regularitate a parametrilor de calitate ai apei care pot influenţa biofiltrul
• Monitorizarea atentă a volumelor disponibile de acid sau bază utilizate în dozatoare.
5: Operarea unui sistem recirculant
Curăţarea şi spălarea nămolului din biofiltru
În partea inferioară a biofiltrului se poate acumula un amestec de materii anorganice, bucăţi de biofilm şi alte substanţe organice care sunt greu de descompus de către microorganisme. Acest amestec trebuie îndepărtat de către sistemul de eliminare a nămolului, existent în camerele biofiltrului.
Pentru îndepărtarea nămolului trebuie respectat următorul protocol:
• Se deviază traseul apei pentru a ocoli biofiltrul care trebuie curăţat
• Se deschide robinetul de descărcare pentru câteva secunde (cca. 10 sec.)
• Dacă este montată o pompă de nămol, se extrage nămolul din biofiltru şi se verifică coloraţia brună a apei
• Se continuă procedura pentru toate biofiltrele şi filtrele de microparticule, închizându-se robineţii la terminarea operaţiunii. Asiguraţi-vă că nu se sifonează din camerele biofiltrului prin pompa de nămol. Dacă există vreo posibilitate de a pierde apa în acest mod închideţi toţi robineţii de evacuare.
Curăţarea rapidă a biofiltrului utilizând aer
De două ori pe săptămână se recomandă aplicarea unui protocol de curăţare rapidă. În acest mod fitrele de PE se curăţă cu aer.
Pentru curăţarea rapidă a biofiltrului urmaţi protocolul de mai jos:
• Nu modificaţi debitul biofiltrului.
• Deschideţi robineţii de curăţare cu aer de la prima camera a biofiltrului.
• Verificaţi dacă suflanta de curăţare este funcţională. Porniţi suflanta.
• Direcţionaţi tot aerul către camera 1 a biofiltrului pentru 10 – 15 min. Apa care trece prin biofiltru va transfera materiile organice libere către camera următoare.
• Direcţionaţi aerul către următoarea cameră a biofiltrului timp de 10 –15 min. Continuaţi procedura până la ultima cameră excluzând filtrul de microparticule
• Toate materiile organice libere se vor duce în filtrul de microparticule.
Curăţarea filtrului de microparticule
Frecvenţa de curăţare a filtrului de microparticule depinde de încărcarea sistemului. Se recomandă curăţarea săptămânală a filtrului de microparticule.
Pentru curăţarea rapidă a filtrului de microparticule se va urma protoculul de mai jos:
• Opriţi curgerea prin biofiltru
• Reduceţi nivelul apei la 100 mm sub placa de distribuţie prin deschiderea robinetului de eliminare a nămolului (utilizaţi pompa de nămol, dacă există)
• Închideţi robineţii de curăţare cu aer din toate camerele biofiltrului. Deschideţi robinetul de curăţare cu aer a filtrului de microparticule
• Verificaţi dacă suflanta de aer este gata de funcţionare. Porniţi suflanta.
• Directionaţi fluxul de aer către filtrul de microparticule timp de 30 de minute. Acest volum de aer va ridica nivelul apei până aproape de cuva de evacuare. Apa murdară nu trebuie lasată să iasă din cuva de evacuare.
• După curăţare se descarcă întregul volum de apă folosind procedura descrisă la eliminarea nămolului.
Curăţarea totală a biofiltrului
Dacă diferenţa de presiune dintre biofiltru şi/sau în camerele filtrului de microparticule creşte şi nu poate fi restabilită prin curăţarea rapidă, atunci este necesară aplicarea procedurii de curăţarea totală a biofiltrului. Măsuraţi cu regularitate presiunea în fiecare cameră de filtrare pentru a detecta problemele de curgere care se pot ivi în biofiltru sau în filtrul de microparticule.
Înainte de începerea curăţării totale, închideţi aerarea în camera respectivă timp de două ore. În acest timp, camera va acţiona ca un filtru de microparticule, colectând reziduurile care evacuate în procesul de curăţare. Se recomandă ca toate zonele biofiltrului să fie curăţate total, lunar.
Pentru curăţarea totală a biofiltrului se aplică următorul protocol:
• Se opreşte curgerea apei prin biofiltre
• Se porneşte aerarea energică timp de 30 de minute a filtrului pe care dorim să-l curăţăm. Se goleşte apoi filtrul respectiv după protocolul prezentat la evacuarea nămolului.
Curăţarea cu hidroxid de sodiu (NaOH)
Dacă s-a identificat o blocare semnificativă a biofiltrului trebuie efectuată o curăţare cu hidroxid de sodiu. Colmatările grave ale biofiltrului pot fi identificate prin apariţia continuă a problemelor de presiune între camere, semn al unei aerări neuniforme de-a lungul înălţimii coloanei biofiltrului sau a unui randament scăzut al biofiltrului.
Pentru spălarea cu hidroxid de sodiu se urmează protocolul de mai jos:
• Goliţi secţiunea în cauză a biofiltrului
• Umpleţi cu apă proaspătă şi soluţie de hidroxid de sodiu (NaOH, ajustată la pH=12)
• Lăsaţi sa acţioneze timp de o oră aerarea, apoi goliţi din nou biofiltrul folosind protocolul de la îndepărtarea nămolului.
Acest procedeu se utilizează dacă biofiltrul nu a fost întreţinut cu regularitate. Va dura câteva zile (cca. 20 – 40 zile) până când camera curăţată în acest mod va deveni operaţională la capacitate maximă.
Rezolvarea problemelor biofiltrului:
Tabelul 5. Lista cu probleme, cauze şi posibile soluţii.
Problemă Cauză
Turbiditate crescută
Aerare prea intensă
Debit redus spre biofiltru
Nivel crescut de TAN
Nivele crescute de TAN şi nitriţi
Aerare intensă, randamentul nitrificării redus din cauza distrugerii biofilmului
Ȋncărcare organică prea mare
Soluţie
Diminuaţi aerarea
Deschideţi mai mult robinetul dintre degazor şi biofiltru şi creşteţi debitul
Diminuaţi aerarea
Nivel scăzut de nitraţi
Apariţia hidrogenului
sulfurat (H2S) (miros de ouă stricate la curăţare)
Alcalinitate crescută
Debit redus în biofiltru
Activitate anaerobă
Activitate anaerobă
Asiguraţi-vă că furajarea nu depăşeşte specificaţiile sistemului.Verificaţi funcţionarea filtrului mecanic.
Creşteţi aerarea, curăţaţi biofiltrul
Creşteţi aerarea, curăţaţi biofiltrul
Aerare redusă sau absentă
Activitate anaerobă
Robineţi de alimentare parţial închişi
Biofiltrului blocat, insuficient curăţat
Defecţiune la suflantă
Creşteţi aerarea, curăţaţi biofiltrul
Deschideţi mai mult robinetul dintre degazor şi biofiltru şi creşteţi debitul
Curăţaţi biofiltrul protrivit programării şi cerinţelor specifice sistemului
Verificaţi suflanta, admisia aerului, siguranţele şi alimentarea cu energie electrică
Precauţii
Apa care se află în procesul de aerare are o densitate mai mică decât apa normală ceea ce face înotul imposibil!
Operatorul trebui să utilizeze echipament de protecţie atunci când circulă în biofiltru! Trebuie să poarte încălţăminte adecvată şi trebuie să aibă grijă la suprafeţele extrem de alunecoase!
Urmaţi toate instrucţiunile legate de protecţia muncii la utilizarea uneltelor, substanţelor chimice, echipamentelor şi altor dispozitive!
Oxigenul dizolvat (DO) este unul dintre cei mai importanţi parametri ai pisciculturii şi, din acest motiv, este importantă înţelegerea relaţiei dintre saturaţia în oxigen (%) şi concentraţia în mg/l. Când apa este saturată cu aer, atunci are o cantitate de oxigen la saturaţie 100%. O monitorizare corectă a nivelelor de oxigen într-o fermă piscicolă este vitală pentru randamentul general al peştelui.
Conţinutul de oxigen exprimat în miligrame de oxigen pe litrul de apă depinde de temperatura şi de presiunea atmosferică. La o presiune atmosferică de 1013 mbar, saturaţia de 100% corespunde unei concentraţii de 12,8mg/l la 5°C, şi de, doar, 7,5mg/l la 30°C. Asta înseamnă că în apa rece este mai mult oxigen disponibil pentru peşti decât în apa caldă. Din acest motiv creşterea speciilor de apă caldă necesită o monitorizare mai atentă şi un control permanent al conţinutului de oxigen, decât în cazul speciilor de apă rece.
Figura 5.6 Concentraţia în mg/l la 100% saturaţie a oxigenului dizolvat (DO) în apă dulce şi sărată
Concentraţia este mai mare în apa rece decât în apa caldă.
Tabelul 5.3 Oxigenul dizolvat în apă dulce exprimat în mg/l la 100% saturaţie Oxigen dizolvat în apă dulce
Efectul salinităţii asupra conţinutului în oxigen dizolvat la presiune evidenţiată mai sus poate fi observată în Tabelul 5.4. de mai jos.
Tabelul 5.4 Oxigenul dizolvat în apă sărată exprimat în mg/l la 100% saturaţie
Există, de asemenea, o diferenţă între disponibilitatea oxigenului dizolvat în apă dulce faţă de apa sărată. În apa dulce disponibilitatea este mai mare decât în apa sărată. (vezi Tabelele 5.3 şi 5.4).
Capitolul 5: Operarea unui sistem recirculant
Echipamentele moderne au senzori care, de fiecare dată, furnizează valorile corecte ale temperaturii şi presiunii atmosferice. Dacă se măsoară oxigenul în apă sărată, se va fixa nivelul salinităţii în meniul senzorului şi acesta se reglează corespunzător.
Asta înseamnă că, o calibrare a unui oxigenometru portabil este foarte simplă.
Măsurătorile precise necesită calibrări precise, care, la rândul lor presupun condiţii stabile.
Figura 5.7 Oxigenometru portabil Polaris pentru măsurarea oxigenului dizolvat în apă în mg/l şi % saturaţie.
Sursa: Oxyguard International.
Formarea şi pregătirea profesională
Administrarea unei ferme piscicole este la fel de importantă ca utilizarea tehnologiei adecvate. Fără un personal instruit şi pregătit corespunzător eficienţa fermei nu va fi satisfăcătoare. Piscicultura necesită, în general, o gamă largă de competenţe, începând cu managementul reproducătorilor şi a reproducerii, predezvoltarea larvelor de peşte şi terminând cu creşterea puietului până la greutatea de comercializare.
Formarea şi instruirea profesională sunt disponibile în multe forme, de la cursurile practice până la studiile universitare. Cea mai bună combinaţie, care poate furniza înţelegerea completă a gestionării unui sistem recirculant, este cea dintre teorie şi practică.
În cele ce urmează vom prezenta o listă a domeniilor care trebuie luate în calcul atunci când punem la punct un program educaţional:
Fundamentele chimiei apei
Pentru operarea fermei, este importantă înţelegerea noţiunilor de bază privitoare la parametrii fizico-chimici ai apei, precum amoniul, amoniacul, nitriţii, nitraţii, pH-ul, alcalinitatea, fosforul, fierul, oxigenul, bioxidul de carbon şi salinitatea.
Tehnologia SAR şi management general
Înţelegerea diverselor scheme tehnologice, circuitele primare şi secundare ale apei. Planificarea producţiei, regimuri de furajare, coeficient de conversie a hranei, relaţiile ritmului de creştere specific, înregistrarea şi calculul greutăţii, numărului de exemplare şi biomasei piscicole. Cunoştinţe despre instalaţii şi proceduri de urgenţă.
Consumabile
Înţelegerea compoziţiei furajului, calculului şi distribuţiei furajelor, consumurile de apă şi surse, consumurile de oxigen şi energie electrică, reglarea pH-ului prin intermediul utilizării hidroxidului de sodiu şi a varului.
Citirea şi calibrarea parametrilor
Înţelegerea citirilor senzorilor de oxigen, bioxid de carbon, pH, temperatură, salinitate, presiune etc. Abilitatea de a testa şi calcula diverse nivele de amoniac, nitriţi, nitraţi, TAN şi de a înţelege ciclul azotului. Calibrarea dispozitivelor de măsură pentru oxigen, pH, temperatură, bioxid de carbon, salinitate, debit de apă etc. Setări ale controlerelor şi ale computerului pentru alarme, nivele de urgenţă etc.
Instalaţii tehnice şi echipamente
Înţelegerea echipamentelor mecanice din sistem şi a întreţinerii acestora, precum filtrul mecanic, biofiltrele cu pat fix sau mobil, degazoarele, filtrele degazoare şi filtrele denitrificatoare. Cunoştinţe operaţionale despre sistemele cu UV, pompe, compresoare, controlul temperaturii, încălzire, răcire, ventilaţie, sisteme de injectare a oxigenului, generatoare de oxigen şi sisteme de rezervă pentru oxigen, sisteme de reglare a pH-ului, sisteme de schimbare a frecvenţei pompelor, generatoare de curent electric, sisteme de controlere şi computere, sisteme automate de furajare.
Cunoştinţe operaţionale
Cunoştinţe practice despre lucrul într-o femă piscicolă incluzând manipularea reproducătorilor, icrelor, larvelor, puilor până la peştele de consum destinat pieţei. Experienţă practică în manipularea peştelui, sortare, vaccinare, numărare şi cântărire, manipularea mortalităţilor, planificarea producţiei şi alte operaţiuni cotidiene dintr-o fermă piscicolă. Înţelegerea importanţei măsurilor preventive în domeniul biosecurităţii, igienei, bunei stări a efectivelor piscicole, ihtiopatologie şi tratamente adecvate.
Asistenţă managerială
La pornirea unui sistem recirculant, există multe aspecte care trebuie urmărite şi este foare dificilă ierarhizarea lor în ordinea importanţei şi concentrarea pe aspectele relevante. Cea mai mare provocare este obţinerea unui sistem funcţional la nivel optim şi la capacitate completă de producţie.
Capitolul 5: Operarea unui sistem recirculant
Supravegherea sau asistenţa managerială a producţiei zilnice, din partea unui profesionist sau a unui fermier experimentat, poate fi un mod de a depăşi cu succes faza de început şi de a evita greşelile de administrare. De asemenea, instruirea şi pregătirea continuă a personalului la locul de muncă pot constitui elemente ale acestei asistenţe.
Fermierul trebuie să-şi construiască o echipă, cu personal calificat, capabilă să opereze ferma 24 de ore zilnic timp de şapte zile săptămânal. Membrii echipei vor lucra, cel mai adesea, în schimburi, pentru a acoperi orele de noapte şi vor lucra şi în weekenduri sau pe perioada zilelor de sărbătoare.
O astfel de echipă trebuie să fie compusă din:
• Un administrator cu responsabilităţi generale privind managementul zilnic al fermei
• Asistenţi, care să raporteze administratorului, cu responsabilităţi legate de activităţile practice cotidiene şi cu accent special pe pepinieră
• Unul sau mai mulţi tehnicieni cu responsabilităţi legate de întreţinerea şi repararea instalaţiilor tehnice
• Muncitori angajaţi pentru diverse alte lucrări necesare.
Este important să ne asigurăm că echipa are timp să participe şi la instruiri la locul de muncă pentru a-şi îmbunătăţi cunoştinţele şi priceperea. De multe ori, instruirea este neglijată pentru că, activitatea cotidiană are o importanţă mai mare şi pare că nu există timp pentru învăţare. Totuşi, nu aceasta este abordarea corectă începerii unei afaceri noi. Cea mai importantă activitate este utilizarea oricărei posibilităţi de sporire a cunoştinţelor şi lucrul într-un mod mai eficient şi profesionist.
Pentru a ne asigura că toate elementele sistemului recirculant sunt funcţionale în permanenţă, trebui elaborat un plan de întreţinere şi reparaţii. La începutul acestui capitol au fost menţionate practicile obişnuite care trebuie derulate, acordându-se o atenţie deosebită rezolvării defecţiunilor. Se recomandă încheierea unor contracte de întreţinere şi reparaţii cu furnizorii echipamentelor pentru a beneficia de servicii profesioniste la intervale de timp regulate.
Este, de asemenea, importantă asigurarea cu piese de schimb în cadrul contractului de întreţinere şi reparaţii. Un set complet de piese de schimb pentru cele mai importante repere, împreună cu un stoc de echipamente precum, pompe şi suflante, trebuie să existe în fermă pentru a fi utilizate imediat în situaţii de urgenţă.
Hrănirea este una dintre cele mai importante sarcini în orice fermă piscicolă, deoarece hrana este de departe cel mai mare cost în producţia de peşte, astfel că hrănirea eficientă este de o importanţă majoră pentru succes. În SAR, hrănirea necesită o atenţie suplimentară în comparaţie cu alte sisteme de piscicultură. Motivul este că furajele risipite şi/sau ratele slabe de conversie vor avea un efect direct asupra capacităţii reale a biofiltrului. Furajele neconsumate sau furajele insuficient digerate vor creşte sarcina pe biofiltru, iar fermierul va obţine o capacitate de producţie mai mică. Ratele slabe ale conversiei sau furajele neconsumate cresc, de asemenea, cantitatea de reziduuri produse şi, prin urmare, riscul de sedimentare nedorită în diferite părţi ale sistemului.
Granulele de diferite dimensiuni sunt depozitate în silozuri (dreapta sus) şi distribuite printr-un sistem de conducte transportoare pentru umplerea buncărelor de lângă bazine. Din buncăr, hrana la o dimensiune dată este distribuită uniform în bazinul cu peşte printr-un şnec. Un program software controlează intervalele dozelor de hrănire şi cantitatea totală de furaj pe zi.
Figura 5.9 Exemplu de sistem automatizat de furajare
Sursa: FREA Aquaculture Solutions.
Cea mai mare parte a hrănirii în SAR se realizează, în prezent, automat prin echipamente de furajare care constau cel mai adesea în buncăre plasate la fiecare bazin, care sunt umplute zilnic manual sau printr-un sistem de umplere automată. O bună distribuţie a furajului pe toată suprafaţa apei îmbunătăţeşte performanţa de hrănire şi asigură accesul facil la hrană tuturor peştilor în timpul zilei. Hrănitorul tradiţional pendular activat de peştii care lovesc un pendul atârnat de buncăr în apă este o soluţie simplă şi fiabilă, totuşi aici peştii cei mai puternici pot fi uşor favorizaţi. Sistemele de alimentare complet automate distribuie furajele printr-o piesă rotativă sau cu ajutorul aerului comprimat, unele sisteme fiind prevăzute cu un şnec de-a pentru a asigura cea mai eficientă distribuţie a hranei tuturor exemplarelor de peşte.
Pentru sistemele de acvacultură cu recirculare au fost dezvoltate furaje speciale, atât în ceea ce priveşte compoziţia nutriţională, cât şi în ceea ce priveşte structura fizică a granulei. Evitarea formării de praf sau a spargerii/fărâmiţării granulelor la distribuirea furajelor este crucială. Praful este o pierdere de furaj, iar granulele sfărâmate sunt ineficiente în utilizare. Prin urmare, este esenţial ca sistemul de furajare să fie fiabil şi instalat corespunzător.
Figura 5.10 Pompa de vid pompează peştele viu din bazin în sortatorul de deasupra
Peştii sunt sortaţi pe clase de mărime înainte de a fi număraţi, la pescuitul de control, cu ajutorul unui echipament cu lumina infraroşie şi apoi retrimişi în bazin, gravitational. Sursa: IRAS A/S.
Manipularea peştelui
Peştii din crescătoriile piscicole sunt manipulaţi şi transferaţi între bazine sau eleşteie de mai multe ori în timpul perioadei de producţie, de la etapa de larve până la produsul finit. A fi eficient în piscicultură înseamnă să utilizezi bazinele şi volumele acestora în cel mai bun mod posibil. Aceasta înseamnă că peştii, pe măsură ce cresc, trebuie transferaţi în alte bazine, cel mai adesea mai mari pentru a oferi mai mult spaţiu pentru creştere. Atunci când peştii sunt transferaţi, ei sunt cel mai adesea sortaţi pe clase de dimensiuni, pentru a putea gestiona eficient cantităţile de peşte până la recoltare. Sortarea peştilor previne, de asemenea, agresivitatea între aceştia, iar biomasa piscicolă creşte mai bine dacă peştii au un grad de uniformitate. Peştii trebuie număraţi pentru a putea sti câţi sunt în fiecare bazin şi care este biomasa. Ei se numără automat cu un contor montat pe sortator sau plasat la capătul conductei de transport a peştelui, înainte să reintre în bazin. Majoritatea contoarelor de peşte funcţionează cu ajutorul luminii infraroşii care detectează trecerea peştelui. Pentru a calcula biomasa peştilor dintr-un bazin, numărul de exemplare se înmulţeşte cu greutatea medie a peştelui. Aceasta înseamnă că trebuie efectuat un pescuit de control pentru calculul greutăţii medii a peştelui. Peştii mai mici pot fi număraţi într-o găleată cu apă şi cântăriţi pentru a calcula greutatea medie, în timp peştii mai mari necesită alte metode, de exemplu numărarea unei cantităţi oarecare de peşte într-un juvelnic şi numărarea exemplarelor cântărite.
Manipularea mortalităţilor
Piscicultura se confruntă, inevitabil, şi cu mortalităţi. Chiar şi într-un SAR perfect, vor exista întotdeauna peşti morţi, care vor trebui eliminaţi din sistem. Pentru a menţine sistemul curat şi a păstra igiena acestuia, este esenţial ca acestea să fie colectate zilnic. Peştele mort rămas în sistem va crea un mediu nedorit, favorabil dezvoltării bacteriilor şi fungilor, crescând riscul de infectare a peştilor sănătoşi. Într-un SAR bine operat, mortalităţile nu sunt o problemă, dar dacă, însă, apare o boală sau se întâmplă un accident, cantităţile de peşti morţi pot fi semnificative, iar metodele şi modalităţile de eliminare trebuie stabilite în prealabil.
Creşterea alevinilor este asociată cu o mortalitate mai mare decât în cazul creşterii peştelui de consum. Când larvele eclozează şi alevinii încep să înoate şi să se hrănească, sunt foarte sensibili la infecţii şi este adesea necesar să se elimine mortalităţile de două ori pe zi, pentru a menţine ridicate standardele de igienă. Alevinii morţi sunt îndepărtaţi folosind o sită sau prin aspirare folosind un sifon manual sau printr-o conductă de evacuare a mortalităţilor, montată pe bazin.
Figura 5.11 Îndepărtarea mortalităţilor printr-o conductă de evacuare din mijlocul bazinului către un recipient aflat în afara acestuia
Recipientul este prevăzut cu o sită care reţine mortalităţile. Conducta de evacuare poate fi reglată pentru o colectare optimă.
Îndepărtarea peştilor morţi din bazine devine din ce în ce mai dificilă pe măsură ce peştii cresc şi, de asemenea, odată cu creşterea mărimii bazinelor, care pot atinge diametre de 20 m sau mai mult, cu creşterea adâncimii acestora, care poate ajunge la 6 m sau mai mult. În loc de folosirea unei plase pentru culegerea mortalităţilor, a fost inventat un sistem care scoate peştii morţi printr-o gură de evacuare sau o ţeavă din centrul bazinului. Unele sisteme folosesc aer pentru a crea momentan un curent mai rapid, iar altele folosesc doar gravitaţia pentru a aspira peştele.
Când peştii cresc, în general devin mai rezistenţi la infecţii, dar mortalitatea va fi, totuşi, parte din activitatea unei ferme piscicole. Pe măsură ce peştii cresc, mortalităţile devin un cost mai mare din cauza dimensiunilor mai mari. Pierderea unui peşte de 2 kg, desigur, reprezintă un cost mai mare decât pierderea unui pui de 2 g. Oricare ar fi costul, mare sau mic, o regulă de bază în piscicultură este: Nu-ţi pierde peştele! Ai investit totul în aceşti peşti vii care înoată în ferma ta: furaj, oxigen, forţă de muncă, electricitate, rata dobânzii etc. Aşadar, prevenirea mortalităţilor este esenţială în managementul fermei.
Înainte, mortalităţile erau fie incinerate sau aruncate în gropile de gunoi fie deşeurile nutritive puteau fi utilizate în producţia de făină de peşte sau ca ingredient în hrana pentru animale de companie. Cu toate acestea, reglementări recente şi alte preocupări ale societăţii au determinat identificarea altor soluţii, cum ar fi digestia anaerobă, cunoscută şi sub denumirea de producţie de biogaz. În funcţie de amplasamentul fermei piscicole, mortalităţile piscicole vor putea fi pur şi simplu ridicate la nivel de fermă sau vor trebui prelucrate înainte de a fi colectate.
Creşterea peştelui în sisteme recirculante, în care apa este reutilizată în permanenţă, nu elimină total reziduurile. Reziduurile sau excreţiile de la peşti trebuie eliminate undeva. Din acest motiv trebuie amplasată în sistem o unitate de tratare a apei uzate (TAU).
Figura 6.1 Excreţia azotului (N) şi fosforului (P) la peştii de cultură. Observaţi cantitatea de azot excretată ca materie solubilă.
Hrană
Conţinut per 100 kg furaj
(45% proteină, 1.1% fosfor)
N: 7.2 kg
P: 1.0 kg
Reziduuri
în particule
N: 0.60 kg
P: 0.37 kg
Creştere
Coeficient de conversie a hranei: 1.1
Greutate: 91 kg
N în peşte: 2.7 kg
P în peşte: 0.45 kg
dizolvate
N: 3.90 kg
P: 0.18 kg
Sursa: Biomar şi Agenţia pentru Protecţia Mediului, Danemarca
În interiorul SAR, fecalele din bazine trebuie să ajungă imediat la filtrul mecanic, fără a fi dezintegrate pe traseu. Cu cât fecalele sunt mai intacte şi solide, cu atât este mai mare cantitatea de solide sau alţi compuşi îndepărtatâ şi cu atât mai scăzut debitul de efluent din SAR. Tabelul 6.1 arată estimarea procentului de eliminare a azotului, fosforului şi solidelor în suspensie (materie organică) într-un filtru mecanic de 50 microni.
Tabelul 6.1 Rata de eliminare a azotului (N), fosforului (P) şi solidelor în suspensie (SS) într-un filtru mecanic pentru diverse mărimi ale ochilor sitei şi forme ale bazinului de creştere
Sursa: Staţiunea de Cercetări Piscicole Baden-Württemberg, Germany.
Cu cât este mai mare rata de recirculare, cu atât mai puţină apă nouă va fi folosită şi va trebui tratată mai puţină apă uzată. În unele cazuri, este posibil să nu existe apă care să fie eliminată în mediul înconjurător. Cu toate acestea, acest tip de piscicultură „zero efluent” este costisitor, iar costurile de funcţionare pentru tratarea deşeurilor pot fi semnificative. De asemenea, funcţionarea zilnică a tratării reziduurilor necesită o atenţie semnificativă pentru a-l face să funcţioneze eficient. Autorităţile şi fermierul trebuie să convină asupra unei autorizaţii de emisii care să permită protejarea mediului, având în acelaşi timp o afacere de piscicultură viabilă din punct de vedere economic.
Procesele biologice dintr-un sistem recirculant vor reduce, într-o proporţie limitată, cantitatea de compuşi organici, datorită simplei degradări biologice sau a mineralizării. Oricum, din sistemul recirculant, va trebui gestionată o cantitate semnificativă de nămol.
Figura 6.2 Schiţa fluxului de apă înspre şi dinspre un SAR
Nămol biofiltru
Nămol filtru mecanic
(SAR)
Tratare ape uzate (TAU)
Apă
încărcată organic
Alimentare cu apă
Corp de apă
(fracţie curată)
Cele mai multe sisteme AR funcţionează cu un surplus de apă tehnologică pentru a echilibra apa care intră şi iese din sistem. Această apă este aceeaşi apă cu cea în care se găsesc peştii şi nu este poluantă, în măsura în care apa eliminată din proces nu depăşeşte o limită, crescând astfel şi volumul anual de apă descărcată din sistem prin acest punct. Cu cât este mai mare rata de recirculare, cu atât mai puţină apă va fi descărcată prin preaplin. La cererea autorităţilor, apa de preaplin poate fi direcţionată către unitatea de TAU înainte de evacuare.
Efluentul care părăseşte sistemul recirculant provine din filtrul mecanic, unde materiile fecale şi alte reziduuri organice sunt reţinute sub formă de nămol.
Curăţarea şi spălarea biofiltrelor adaugă o cantitate suplimentară de apă la volumul total de apă uzată rezultat din ciclul de recirculare.
Tratarea efluentului care părăseşte SAR poate fi realizată în mai multe moduri. De multe ori, înaintea sistemului de tratare a apei uzate se instalează un bazin tampon, în care se separă apa de nămol. Nămolul va merge spre instalaţia de colectare pentru sedimentare şi deshidratare mecanică, înainte de a fi împrăştiat pe câmp, de regulă ca îngrăşamânt ori ameliorator pentru sol, sau de a fi folosit în producţia de biogaz la obţinerea căldurii sau electricităţii. Deshidratarea mecanică face ca nămolul să fie mai uşor de manipulat reducându-i volumul astfel că, taxele sau cheltuielile aferente cu depozitarea sau eliminarea devin mai ieftine.
Figura 6.3 Traseele nămolului şi apei în interiorul şi exteriorul sistemului recirculant
SAR
Bazine
Alimentare apă proaspătă
Biofiltru
Apă eliminată
pârâu, râu, zonă cos eră
Plante,Lagune, Sisteme infiltraţie Acvaponie
Filtru mecanic
Bazin sedimentare şi deshidratare
Apă Nămol
Tratare ape uzate (TAU): Floculare
Filtru-bandă GeoTub
Nămol concentrat
Agricultură, Biogaz, Acvaponie
Cu cât e mai mare rata recirculării cu atât mai mică este cantitatea care părăseşte sistemul şi cantitatea de apă uzată supusă tratării. Sursa: Hydrotech.
Figura 6.4 Filtru cu bandă transportoare Hydrotech folosit pentru tratarea secundară a apei prin deshidratarea nămolului
Apa uzată care a fost curăţată de nămol va avea o concentraţie mare de azot, în timp ce fosforul este eliminat complet în procesul de tratare a nămolului. Apa evacuată se mai numeşte apă reziduală, şi, de cele mai multe ori, este eliminată în vecinătate, râu, mare etc. împreună cu surplusul de apă din SAR.
6: Tratarea apei uzate
Figura 6.5 Apa evacuată dintr-o fermă de păstrăv cu recirculare (în fundal) curge într-o lagună cu plante pentru extragerea nutrienţilor înainte de a fi descărcată în râu.
Laguna a fost amenajată utilizând bazinele vechi ale fostei ferme clasice. Sursa: Lisbeth Plesner, Danish Aquaculture.
Conţinutul în nutrienţi al apei reziduale şi surplusul de apă pot fi reduse prin direcţionarea apei într-o lagună cu vegetaţie, o zonă cu forestieră sau într-un sistem de infiltraţie, unde pot fi extraşi compuşii cu fosfor şi azot.
Ca alternativă, apa reziduală poate fi folosită ca îngrăşământ în sisteme acvaponice. Acvaponicele sunt sisteme în care reziduurile de la peşti sunt utilizate pentru creşterea legumelor, plantelor medicinale sau a altor plante, de regulă, în sere. În cazul fermelor piscicole mai mari, se recomandă utilizarea nămolului pentru fertilizarea terenurilor agricole sau pentru producerea de biogaz, în timp
Figura 6.6 Proiectul EcoFutura a analizat posibilitatea cultivării roşiilor simultan cu creşterea tilapiei de Nil (Oreochromis niloticus).
Sursa: Priva (Olanda)
ce apa reziduală se poate folosi pentru sisteme acvaponice, deoarece este cea mai simplă metodă de utilizare şi reglare a conţinutului de nutrienţi.
Trebuie menţionat că peştii excretează reziduuri într-un mod diferit faţă de alte animale, precum suinele sau bovinele. Azotul este excretat, în principal, sub formă de urină prin branhii, în timp ce o cantitate mică este excretată prin materiile fecale pe cale anală. Fosforul este excretat exclusiv prin fecale. Cea mai mare parte a azotul este complet dizolvată şi nu poate fi reţinută prin filtrarea mecanică. Îndepărtarea materiilor fecale în filtrul mecanic vizează o cantitate mică de azot fixat şi cea mai mare parte a fosforului. Cantitatea remanentă de azot dizolvat va fi convertită în principal în azotaţi, în biofiltru. În această formă azotul este preluat direct de plante şi poate fi utilizat ca îngrăşământ în agricultură sau îndepărtat simplu în lagune verzi sau în sisteme de zone cu rădăcini.
Eliminarea nitraţilor este o provocare semnificativă în tratarea apelor uzate şi a devenit din ce în ce mai importantă pe măsură ce cadrul de reglementare pentru apa evacuată devine din ce în ce mai strict. Acest lucru a creat un interes din ce în ce mai mare pentru îndepărtarea eficientă a nitraţilor şi dezvoltarea tehnologiilor către un concept de piscicultură fără efluent.
Îndepărtarea nitraţilor poate fi realizată în interiorul SAR, precum şi în afara procesului în unităţi TAU. Metodele pot fi combinate pentru a creşte eficienţa totală. Ambele procese de îndepărtare se bazează pe tehnologia de denitrificare anaerobă folosind o sursă de carbon, cum ar fi metanolul.
Figura 6.7 Bioreactor cu rumeguş utilizat în eliminarea nitraţilor din apa de evacuare a unui sistem exterior de AR utilizat pentru păstrăv
Filtrul de mai sus conţine 6 000 m3 de rumeguş şi curăţă 100 L/sec apă uzată. Rumeguşul funcţionează ca o sursă de carbon pentru bacteriile denitrificatoare care transformă nitraţii în azot liber în mediu anaerob. Sursa: Mathis von Ahnen, DTU Aqua.
Capitolul 6: Tratarea apei uzate
Cu toate acestea, denitrificarea în interiorul SAR se concentrează, în primul rând, pe reducerea utilizării apei noi, în timp ce denitrificarea în unităţi TAU se concentrează pe curăţarea nitraţilor înainte de evacuare. Rezultatul combinaţiei este că volumul de apă evacuat din SAR este mai mic şi, prin urmare, mai uşor de manipulat în TAU. În plus, denitrificarea în SAR creşte randamentul total de îndepărtare a nitraţilor.
Denitrificarea în SAR este adesea denumită “consum zero de apă”, deşi utilizarea apei noi nu este chiar zero. Procesul reduce totuşi nevoia de apă nouă cu un factor de 10, în comparaţie cu tehnologia SAR intensivă normală. În termeni practici, aceasta înseamnă o reducere de la aproximativ 300 l de apă per kg de hrană utilizată, la aproximativ 30–40 L.
În SAR tradiţional, apă nouă este utilizată pentru diluarea nivelului de nitraţi din apa tehnologică, până la un nivel care să permită peştilor să nu fie stresaţi şi să crească. Reducerea nivelului de nitraţi fără diluare necesită o buclă de denitrificare unde nitraţii sunt transformaţi în azot gazos liber (N2) care este eliminat în atmosferă. Din păcate, consumul redus de apă creşte riscul de acumulare în sistem a unor compuşi precum fosforul şi a unor ioni metalici. Prin urmare, este necesară introducerea unei etape de îndepărtare a fosforului ionic prin precipitare chimică (vezi Figura 6.8).
Figura 6.8 Buclă de de nitrificare într-un SAR, care preia nămolul din filtrul mecanic şi îl introduce în camera de denitrificare.
Procesul trebuie urmat de o etapă de precipitare înainte de a reutiliza apa în sistem pentru a Evita acumularea fosforului şi altor metale dizolvate. Această tehnologie reduce semnificativ consumul de apă.
Combinarea pisciculturii intensive, fie cu recirculare ori tradiţională, cu sisteme de acvacultură extensivă, cum ar fi, de exemplu, cultura tradiţională a crapului, poate fi o modalitate simplă de a gestiona reziduurile organice. Nutrienţii din sistemul intensiv sunt folosiţi ca îngrăşământ în eleşteiele/iazurile extensive,
Tabelul 6.2 Comparaţia între azotul evacuat la diverse grade de recirculare
500 tone producţie de păstrăv
Tip de fermă şi tip de tratare
Rectangular cu bazin de sedimentare
SAR cu tratare a nămolului şi lagune verzi
SAR intensiv cu tratare a nămolului şi denitrificare în TAU
SAR evacuare-zero cu eliminarea N şi P şi denitrificare în TAU
Consum de apă proaspătă pe kg de peşte produs anual
Consum de apă proaspătă pe mc pe oră
Consum de apă proaspătă pe zi din volumul total de apă al sistemului
Calculele se bazează pe exemplul teoretic al unui sistem care produce 500 tone/ an, cu un volum total de apă de 4000m3, din care 3000m3 îl reprezintă volumul bazinelor. Nu gradul de recirculare reduce cantitatea evacuată de azot, ci aplicarea tehnologiei de tratare a apelor uzate Cu cât este mai mic consumul de apă în SAR cu atăt mai puţină apâ se tratează In TAU.
Figure 6.9 Sistem de piscicultură combinată intensiv-extensivă în Ungaria. Numărul oportunităţilor pare nelimitat.
Sursa: Laszlo Varadi, Institutul de Cercetări pentru Pescuit, Acvacultură şi Irigaţii (HAKI), Szarvas, Hungary
Capitolul 6: Tratarea apei uzate
atunci când excesul de apă din ferma intensivă se evacuează în amenajările ciprinicole. Apa evacuată din aceste amenajări poate fi reutilizată ca apă de proces în ferma intensivă. Dezvoltarea algelor şi a plantelor acvatice din amenajările ciprinicole va fi valorificată de speciile filtratoare sau consumatoare de macrofite, care sunt apoi recoltate şi valorificate.
În sistemul intensiv se obţin condiţii de creştere eficiente, iar impactul asupra mediului se calculează în combinaţie cu amenajarea ciprinicolă extensivă.
Pentru antreprenorul inovator există mai multe oportunităţi în acest tip de acvacultură care reciclează nutrienţii. Exemplul combinării diferitelor sisteme de creştere poate fi dezvoltat în continuare în afaceri recreaţionale, unde pescuitul recreativ la crap sau pescuitul “pune şi ia” la păstrăv pot face parte dintr-o atracţie turistică extinsă, incluzând hoteluri, restaurante cu profil pescăresc şi alte facilităţi.
Există multe exemple de sisteme recirculante care operează fără a avea probleme cu bolile peştilor. De fapt, se poate izola sistemul recirculant faţă de agenţii patogeni. Cel mai important aspect este certitudinea că icrele sau puietul introduse în fermă sunt libere de boli şi, de preferat, provin dintr-un lot certificat ca fiind liber de boli. Apa utilizată în sistem trebuie să fie liberă de patogeni sau să fie sterilizată înainte de a fi introdusă; este preferabil să se utilizeze apă din foraj sau dintr-o sursă similară, decât ape de suprafaţă. De asemenea, trebuie să existe siguranţa că nimeni nu introduce boli, la intrarea în fermă, indiferent dacă este vorba de personal sau de vizitatori.
De câte ori este posibil, trebuie realizată o dezinfecţie atentă a sistemului. Aceasta include orice echipament nou, precum şi echipamentele curente care au fost golite de peşte şi se pregătesc să înceapă un nou ciclu de producţie. Trebuie amintit faptul că, un patogen apărut într-un bazin se va extinde cu siguranţă în tot sistemul, chiar dacă utilizăm UV sau ozon în unitate, din acest motiv fiind foarte importante măsurile preventive.
Figura 7.1 Dezinfectarea încălţămintei cu soluţie pentru evitarea răspândirii bolilor
Sursa: Virkon Aquatic / Syndel.
În sistemele recirculante care folosesc icre de la exemplare din mediul sălbatic, de exemplu pentru repopulări, obţinerea certificatului de lot liber de boli este imposibilă. În asemenea cazuri, va exista riscul de a introduce boli ale căror surse sunt rezidente în icre, cum ar fi IPN (necroza pancreatică infecţioasă), BKD (boala bacteriană a rinichiului) şi, posibil, virusul herpetic, care nu pot fi eliminate prin dezinfectarea icrelor. Un exemplu de schemă profilactică este prezentat în
Tabelul 7.1.
O metodă bună de a preveni contaminarea cu patogeni este separarea fizică a diverselor etape productive. Staţia de reproducere trebuie, din aceste motive, să funcţioneze ca un sistem recirculant independent, aşa cum trebuie să fie şi modulul de predezvoltare şi segmentul de îngrăşare. Dacă există un lot de reproducători, acesta trebuie izolat într-o unitate separată. În acest mod, stoparea îmbolnăvirilor devine mult mai simplu de aplicat în practică.
Unele ferme sunt construite pe principiul “totul intră – totul iese”, ceea ce înseamnă că fiecare unitate este golită complet şi dezinfectată înainte de a fi repopulată cu un lot nou. În cazul icrelor sau a puietului care se cresc pe perioade scurte înainte de a fi transferate, acest principiu este un model de bună practică de management care trebuie aplicată.
Tabelul 7.1 Exemplu de schemă de prevenţie
Ce să ne amintim?
Cum se face?
Sursă curată de apă proaspătă De preferinţă utilizaţi surse subterane. Dezinfecţie cu UV. În anumite cazuri utilizaţi filtre cu nisip şi ozon.
Dezinfectarea sistemului
Dezinfectarea echipamentelor şi a suprafeţelor
Dezinfecţia icrelor
Personalul
Vizitatorii
Umpleţi sistemul cu apă şi aduceţi pH-ul acesteia la 11-12 prin utilizarea hidroxidului de sodiu NaOH. Aproximativ 1 kg/m3 de apă, în funcţie de capacitatea de tamponare. Neutralizaţi înainte de evacuare cu acid clorhidric (HCl).
Ȋmbăiere sau stropire cu soluţie de iod 1,5% sau potrivit instrucţiunilor. Atenţie că sarea poate inhiba efectul�
Lăsaţi lotul de icre (icre embrionate de păstrăv) într-o soluţie de 0,3l de iod la 50l de apă timp de 10 minute. Schimbaţi soluţia la fiecare 50kg de icre dezinfectate.
Schimbaţi îmbrăcămintea şi încălţămintea când intraţi în fermă. Spălăţi şi dezinfectaţi mâinile.
Schimbaţi încălţămintea sau utilizaţi un dispozitiv de spălare a pantofilor (dezinfectant). Spălaţi şi dezinfectaţi mâinile. Aplicaţi politica “Nu atinge” pentru vizitatori. Colegii din alte ferme piscicole, inclusiv medicul veterinar, trebuie să utilizeze o procedură specială.
Figura 7.2 Disecţia unui păstrăv curcubeu care suferă de inflamaţia vezicii înotătoare. Un simptom generat, probabil, de suprasaturarea cu gaze a apei
Şi pentru peştele de consum este o practică utilă, care, însă, poate deveni foarte uşor ineficientă. Evacuarea completă a peştelui la finalul fazei de îngrăşare, înainte de introducerea unui lot nou, este foarte dificilă din punct de vedere logistic, mai ales când este vorba despre cantităţi mari de biomasă piscicolă. Din cauza utilizării ineficiente a capacităţii sistemului, acesta poate deveni, uşor, lipsit de durabilitate economică.
Tratarea bolilor peştilor dintr-un sistem recirculant este diferită de cea dintr-un sistem tradiţional. Într-o fermă tradiţională, apa este utilizată o singură dată înainte de a fi evacuată. În sistemul recirculant, utilizarea biofiltrului şi reciclarea continuă a apei necesită o abordare diferită. Administrarea directă a medicamentelor va afecta întregul sistem, inclusiv biofiltrul şi peştii, şi trebuie manifestată o atenţie deosebită. Este foarte dificilă prescrierea unei doze exacte pentru combaterea unei boli într-un sistem recirculant, din cauza faptului că efectul medicamentului depinde de mulţi parametri, cum ar fi duritatea apei, conţinutul în substanţe organice, temperatura şi debitul apei. Singura cale de abordare este cea bazată pe experienţa practică. Concentraţiile trebuie crescute treptat în cazul fiecărui tratament pentru a evita distrugerea biofiltrului sau a biomasei piscicole. Amintiţi-vă întotdeauna zicala “mai bine mai sigur, decât să-ţi pară rău”. În cazul apariţiei unei îmbolnăviri, medicul veterinar sau ihtiopatologul trebuie să prescrie medicamentaţia şi să explice modul de administrare. De asemenea, trebuie citite cu atenţie şi atenţionările şi măsurile de precauţie, deoarece unele medicamente pot cauza răniri serioase ale personalului dacă nu sunt utilizate corespunzător.
Tratamentul împotriva ectoparaziţilor, care sunt paraziţi ce se găsesc pe piele şi pe branhii, se poate face prin aplicarea unor substanţe chimice în apă. Orice infecţie fungică va trebui tratată exact ca şi cazul ectoparaziţilor. În sistemele care utilizează apă dulce folosirea sării de bucătărie (NaCl) este o metodă eficientă de a omorâ majoritatea paraziţilor, inclusiv tratarea bolii bacteriene a branhiilor. Dacă tratamentul cu sare nu dă rezultate, utilizarea formolului (HCHO) sau a apei oxigenate (H2O2) va rezolva orice problemă cu parazitozele. Îmbăierea peştelui într-o soluţie de praziquantel sau flubendazol s-a dovedit foarte eficientă împotriva ectoparaziţilor.
Filtrarea mecanică este deosebit de eficientă împotriva propagării ectoparaziţilor. Utilizarea unui filtru de 70 de microni va reţine anumite stadii ale Gyrodactylus, iar un filtru de 40 de microni va reţine diverse stadii ale ouălor de paraziţi.
Cea mai sigură cale de aplicare a unui tratament este îmbăierea peştelui într-o soluţie chimică. Oricum, în practică, aceasta nu este o metodă aplicabilă, deoarece cantitatea de peşte care necesită tratament este, de obicei, foarte mare. În schimb, peştii sunt menţinuţi în bazin, oprindu-se alimentarea cu apă, dar continuânduse oxigenarea sau aerarea prin intermediul difuzoarelor. Apoi, se adaugă o soluţie chimică în bazin, menţinând peştii în acea soluţie pentru un timp. După aceasta, se deschide alimentarea cu apă, iar soluţia chimică se diluează treptat până la îndepărtarea totală. Apa care curge din bazinul respectiv va fi diluată de restul apei din sistem, în aşa fel încât concentraţia la care ajunge în biofiltru va fi mult mai mică decât cea din bazinul în care s-a administrat. Astfel, o concentraţie mare de substanţă chimică poate fi obţinută într-un anume bazin, în scopul distrugerii parazitului şi în acelaşi timp se poate diminua efectul acesteia asupra biofitrului. Atât peştele cât
Este recomandată dezinfectarea icrelor înainte de introducerea în sistemul recirculant pentru prevenirea bolilor. Sursa: Torben Nielsen, AquaSearch Ova.
şi biofiltrele se pot adapta la tratamentul cu sare, formol sau apă oxigenată, prin creşterea treptată a concentraţiei de la un tratament la altul.
Când se aplică tratamentul într-un bazin cu peşte, apa de evacuare poate fi trecută cu ajutorul unei pompe într-un compartiment de descompunere, în loc să fie reintrodusă în sistem�
Folosirea tehnicii îmbăierii icrelor este un mod simplu de a trata milioane de indivizi într-o perioadă scurtă de timp, de exemplu în cazul dezinfectării cu iod a icrelor de păstrăv (Tabelul 7.1). Această metodă poate fi utilizată şi pentru tratamentul icrelor infestate cu fungi (Saprolegnia) care se imersează într-o soluţie salină (7‰) pentru 20 de minute�
În staţiile de incubaţie, de unde peştii sunt transferaţi imediat ce se pot hrăni exogen, eficienţa biofiltrului este mai puţin importantă deoarece nivelul de amoniac excretat de icre şi larve este foarte mic. Tratamentul este, din acest motiv, mai uşor de aplicat, deoarece se concentrează pe supravieţuirea icrelor şi a larvelor. Merită menţionat faptul că, volumul total de apă dintr-o staţie de incubaţie este foarte mic şi, în consecinţă, un schimb total de apă se face foarte rapid. Din această cauză, în cazul staţiilor de incubaţie se poate face un tratament de succes, în siguranţă, care să vizeze întregul sistem.
Tratarea completă a unui sistem în instalaţiile mai mari este operaţiune mult mai delicată. Regula de bază care trebuie respectată este menţinerea concentraţiei mici şi derularea tratamentului pe perioade de timp mai lungi. Asta presupune
Figura 7.4 Sarea poate fi utilizată în scop profilactic pentru a preveni anumite boli în SAR sau poate fi utilizată ca tratament atunci când boala a apărut. Sarea poate fi utilizată pentru a preveni un efect toxic instantaneu cauzat de nitriţi în cazul în care biofiltrul nu s-a maturat (vezi Capitolul 5). Multe SAR utilizează dozatoare automate de sare pe fluxul principal de apă pentru ajustarea salinităţii
atenţie şi experienţă. Concentraţia trebuie crescută treptat de la un tratament la altul, lăsând câteva zile între tratamente, pentru monitorizarea efectelor asupra comportamentului, mortalităţii peştelui şi calităţii apei. De regulă, atât efectivul piscicol cât şi biofiltrul se vor adapta, ceea ce va permite creşterea concentraţiei fără efecte adverse, crescând şi probabilitatea distrugerii paraziţilor. Sarea este excelentă pentru tratamente pe termen lung, dar şi formolul s-a dovedit eficient în tratamente aplicate timp de 4 – 6 ore. Biofiltrul de adaptează la formol şi digeră substanţa ca pe oricare altă sursă de carbon provinind din compuşii organici ai sistemului.
Aşa după cum s-a evidenţiat anterior, nu se pot furniza concentraţii exacte şi nici recomandări asupra utilizării chimicalelor în sistemele recirculante. Pentru aceasta, trebuie luate în considerare următoarele elemente: specia, dimensiunea peştelui, temperatura apei, duritatea apei, cantitatea de susbtanţă organică, rata de schimbare a apei, adaptabilitatea etc. Recomandările de mai jos sunt, din acest motiv, orientative.
Sare (NaCl): Sarea este relativ sigur de utilizat şi se poate administra în apa dulce pentru tratamentul ihtioftiriazei ( Ichthyophthirius multifilis) sau boala petelor albe şi a fungilor obişnuiţi ca Saprolegnia. Ihtioftiriaza în faza pelagică poate fi distrusă cu concentraţii de 10 ‰, iar cercetări recente sugerează că fazele bentonice pot fi distruse de concentraţii de 15 ‰. Peştele conţine circa 8 ‰ sare în fluidele corporale, iar majoritatea speciilor de apă dulce pot tolera nivele în jurul acestei cifre timp de mai multe săptămâni. În staţiile de incubaţie concentraţiile de 3-5 ‰ vor preveni infecţiile fungice. Reţineţi că o creştere a salinităţii în SAR poate duce saturaţia în gaze dizolvate al un nivel nedorit, de ex. o tendinţă a sistemului de suprasaturare cu azot poate deveni un pericol.
Formol (HCHO): Concentraţii mici de formol (15 mg/l) pentru perioade lungi de timp (4-6 ore) au demonstrat rezultate bune în tratamentul bolilor cauzate de Ichthyobodo necator (Costia), Trichodina sp., Gyrodactylus sp., ciliate sesile şi Ihtioftirius. Formolul se descompune relativ rapid în biofiltru cu o viteză de circa 8 mg/h/m2 la 15°C. Formolul poate reduce ratele de conversie bacteriană a azotului în biofiltru.
Apa oxigenată (H2O2): Nu se foloseşte pe scară largă, dar experimentele au arătat rezultate promiţătoare, ca înlocuitor al formolului, la concentraţii de 8 –15mg/l timp de 4 – 6 ore. Randamentul biofiltrului poate fi inhibată pentru cel puţin 24 de ore după aplicarea tratamentului, dar totul va reveni la normal în câteva zile.
Utilizarea altor chimicale precum sulfatul de cupru sau cloramina-T nu se se recomandă. Acestea sunt foarte eficiente pentru bolile bacteriene ale branhiilor, însă biofiltrul va avea de suferit semnificativ şi tot sistemul recirculant va fi puternic perturbat, afectând şi producţia.
Tratamentul bolilor bacteriene, precum furunculoza, vibrioza sau BKD se poate face doar cu utilizarea antibioticelor. În anumite cazuri, peştele se poate infesta cu endoparaziţi, iar combaterea acestora se face tot prin utilizarea antibioticelor.
Antibioticele sunt amestecate cu furajul care se administrează în raţii timp de, să spunem, 7 sau 10 zile. Concentraţia antibioticului trebuie să fie suficient de mare pentru a ucide bacteriile, însă, chiar dacă peştii nu mai mor în timpul tratamentului, doza stabilită şi durata tratamentului prescris trebuie respectate cu stricteţe. Dacă se opreşte tratamentul înainte de terminarea perioadei prescrise, există o mare probabilitate ca infecţia să apară din nou.
Tratamentul cu antibiotice într-un sistem recirculant are un efect redus asupra bacteriilor din biofiltru. Oricum, concentraţia antibioticului din apă, în comparaţie cu cea din peştele supus medicamentaţiei este relativ mică, efectul asupra bacteriilor din biofiltru fiind mult diminuat. Este necesară monitorizarea cu atenţie a parametrilor de calitate a apei pentru a sesiza orice schimbare care ar putea afecta biofiltrul. Pe parcursul tratamentului ar putea fi necesare reglarea ratei de furajare, utilizarea unui volum mai mare de apă proaspătă sau modificarea debitului de curgere a apei în sistem.
Câteva antibiotice dintre cele care pot fi utilizate pe baza prescripţiei medicului veterinar sunt: sulfadiazină, trimethoprim sau acid oxolinic.
Tratamentul IPN, VHS (septicemia hemoragică virală) sau a oricărui alt virus nu este posibil. Cu toate acestea, virusurile au o temperatură optimă de viabilitate şi
Figura 7.5 Vaccinarea puietului este utilizată uzual atunci când peştele părăseşte SAR pentru a preveni îmbolnăvirile atunci când peştele este crescut în sisteme deschise
Vaccinarea manuală, cum este prezentată aici, poate fi automatizată
este posibil să se poată atenua efectul unor virusuri mai puţin patogeni, precum IPN, prin creşterea temperaturii apei. Pentru virusurile extrem de patogene, cum ar fi VHS, mortalităţile pot fi reduse prin scăderea ratei de hrănire. Cu toate acestea, gestionarea unei ferme piscicole care este infectată cu un virus nu este de preferat, singura cale de a scăpa de acesta fiind golirea întregii ferme, dezinfectarea sistemului şi repornirea sa.
Pionerat în creşterea şalăului
Compania AquaPri produce şalău într-un SAR modern, de top, obţinând 400500 de tone de produse de înaltă calitate pe an, pentru piaţa europeană. Acest peşte de apă dulce este renumit pentru carnea albă şi gustul delicat. Şalăul a fost în mod tradiţional în meniul multor restaurante pescăreşti şi acum a intrat şi în restaurantele de sushi datorită gustului său foarte special. Cu toate acestea, creşterea şalăului este practicată de puţine companii, pentru că necesită abilităţi de gestionare a fazelor larvare sensibile şi a trecerii la hrănire exogenă pentru a demara procesul de creştere. Nu mulţi au îndrăznit să investească în acest gen de afaceri, dar compania daneză Aquapri, o afacere de familie, cu cunoştinţe în domeniul pisciculturii dobândite de-a lungul generaţiilor, a demonstrat că este posibilă creşterea de şalăului în SAR.
Figura 8.1 SAR pentru şalău construit de AquaPri în 2016 produce 600 tone pe an
Sursa: AquaPri A/S.
Seriola
Seriola (Seriola lalandi), cunoscută şi sub numele de ricciola / hiramasa este o specie de peşte de apă sărată din segmentul premium care a fost introdusă în SAR cu aproximativ 20 de ani în urmă.
La acea vreme, seriola era deja cunoscută ca o specie de acvacultură crescută în viviere pe mare şi, în scurt timp, s-a dovedit potrivit şi pentru SAR, obţinând o productivitate bună în acest sistem. Cu toate acestea, producţia comercială s-a dezvoltat lent.
Acest lucru s-a schimbat când ‘The Kingfish Company’ a început producţia în instalaţia sa ‚Kingfish Zeeland’ din Țările de Jos. Compania este acum un lider în creşterea durabilă în SAR la scară largă, cu o capacitate de producţie anuală actuală de 1500 de tone de seriolă de înaltă calitate şi un volum de vânzări în 2021 de peste 900 de tone. Extinderea este în curs de desfăşurare, iar capacitatea instalaţiei olandeze va ajunge la 3500 de tone până la sfârşitul anului 2022. În Statele Unite ale Americii, proiectul companiei pentru instalaţia de 8500 de tone progresează conform planului.
Figura 8.2 Activităţile de piscicultură ale Kingfish Zeeland sunt certificate şi aprobate ca fiind durabile şi ecologice, cu asigurarea calităţii şi siguranţei alimentare, de către Aquaculture Stewardship Council (ASC), Cele mai bune practici de acvacultură (BAP) şi British Retail Consortium (BRC)
Kingfish Zeeland a fost câştigătoarea Premiului de excelenţă în produse de acvatice din 2019 şi este recomandată ca alegere ecologică de către Fundaţia Good Fish. Sursa: Kingfish Zeeland.
Producţia de puiet de somon în Norvegia
Industria de creştere a somonului îşi îmbunătăţeşte în mod constant eficienţa prin scurtarea timpului de producţie şi reducerea riscurilor, de exemplu, prin creşterea puietului la talii mai mari decât în mod normal, înainte de popularea acestuia în vivierele marine. Acest lucru duce la scurtarea timpului petrecut în mediul natural şi la reducerea riscului de infecţii.
Compania Tytlandsvik AQUA din Hjelmeland, Norvegia, a investit semnificativ în SAR pentru producţia material de populare la talii cât mai mari. În creşterea materialului de populare, peştii erau în mod tradiţional recoltaţi la circa 100g/ exemplar, înainte de a fi populaţi pentru îngrăşare, însă în prezent, puietul mai mare, de 200-400g/exemplar a devenit din ce în ce mai popular. Tytlandsvik AQUA a făcut un pas mai departe şi a crescut puietul până la greutatea de 800-1000g/ exemplar pentru a beneficia şi mai mult de ritmul ridicat de creştere SAR.
Figura 8.3 Prezentare generală a primelor două SAR construite la Tytlandsvik, în Norvegia, pentru producţia de puiet de 800-1000g/exemplar înainte de popularea în vivierele marine pentru creşterea finală până la 5-6 kg/exemplar
În plus, compania îşi îmbunătăţeşte şi logistica generală, prin utilizarea mai bună a capacităţii de producţie din viviere. Ratele de mortalitate au fost extrem de scăzute, în jur de 0,5 la sută, pe parcursul perioadei de creştere de la 100g/ exemplar la 800-1000g/exemplar. În prezent, compania operează trei astfel de SAR fiecare cu o capacitate de aproximativ 6500 kg de furaj pe zi, ceea ce duce la o creştere zilnică a biomasei de 8000 kg la un FCR de aproximativ 0,8.
Volumul de producţie fiecărui SAR este de 8000m3, împărţit între patru bazine de 2000m3 fiecare. Un al patrulea modul va fi adăugat în curând, oferind o capacitate totală de 26000 de tone de furaje şi un volum de producţie de 32000 m3 pe amplasament. Producţia de material de populare de talie mare va fi atunci de aproximativ 8000 de tone pe an.
Consumul de energie este în prezent de aproximativ 4-5kWh per kg de peşte produs şi este de aşteptat să scadă la 3kWh atunci când capacitatea maximă a fermei va fi atinsă.
Timp de decenii, creveţii au fost cultivaţi în sistem deschis, în amenajări piscicole, adesea cu succes datorită tehnologiei ieftine şi a randamentelor productive bune. Din păcate, creşterea creveţilor este cunoscută şi ca o industrie instabilă, cu multe riscuri, cum ar fi inundaţii, poluare, focare de boli etc. Metodele de producţie au fost, însă, criticate şi iar consumatorii şi-au manifestat îngrijorarea în această privinţă, ceea ce a forţat producătorii de creveţi să regândească modul în care fac lucrurile. Creşterea creveţilor în facilităţi interioare folosind tehnologia
Figura 8.4 SwissShrimp AG a instalat şi operat cu success aceasta fermă de creveţi încă din 2018
Creveţii sunt crescuţi până la 10g-50g şi sunt apoi vânduţi la 80-150EUR per kg
Sursa: SwissShrimp AG.
SAR a devenit o nouă parte interesantă a erei crescătorilor de creveţi. Creveţii produşi în SAR sunt lipsiţi de boli şi cresc extrem de bine în condiţii optime, curate, oferind un produs excelent pentru piaţa de lux. Cererea pentru astfel de creveţi produşi în mod durabil este în creştere, iar preţurile se preconizează că vor rămâne crescute.
Danemarca este fără îndoială precursorul creşterii păstrăvului ecologic. Reglementările stricte de mediu au forţat crescătorii de păstrăvi să introducă noi tehnologii pentru a reduce volumul şi încărcarea efluentului din fermele lor. Recircularea a fost introdusă prin dezvoltarea aşa-numitelor ferme piscicole model pentru a creşte producţia, reducând în acelaşi timp impactul asupra mediului. În loc să se folosească cantităţi uriaşe de apă din râu, o cantitate limitată de apă subterană din straturile superioare este pompată în fermă şi recirculată. Efectul este semnificativ; o temperatură mai constantă a apei pe tot parcursul anului împreună cu o funcţionare modernă şi mai uşor de gestionat, care duce la rate mai mari de creştere şi eficienţă mai mare, cu costuri de producţie reduse, inclusiv amortizarea investiţiei. Efectul pozitiv asupra mediului poate fi văzut în capitolul 6.
SAR ieftin, în interior
Fermele model daneze sunt de obicei ferme în aer liber şi, prin urmare, sunt, într-o oarecare măsură, expuse riscului climateric, boli şi prădători. Construirea SAR în interior creşte, de obicei, costurile, iar atenţia este adesea îndreptată către creşterea speciilor cu valoare mare, neprezentând interes pentru fermierii care produc peşte cu valoare mai mică. Acest lucru a deschis o oportunitate pentru soluţii tehnice mai simple, care sunt mai ieftin de construit şi oferă costuri de funcţionare mai mici.
Un exemplu de astfel de SAR a fost construit în Danemarca de către compania FREA
Solutions pentru a produce păstrăv curcubeu, parţial alevini şi puiet pentru creştere continuă şi parţial păstrăv de consum, de 300-400 g, pentru procesare. Tehnologia este redusă la minimum şi constă din pompe elicoidale pentru debitul principal de apă, aeratoare de joasă presiune pentru degazare şi compresoare rotative pentru biofiltrele cu pat mobil. Oxigenul pur este dizolvat utilizând un sistem pasiv bazat pe gravitaţie (vezi platforma de oxigen descrisă în capitolul 2), iar îndepărtarea particulelor se face pe baza sedimentării şi a filtrării în pat fix. Pe lângă o investiţie relativ scăzută, consumul de energie este sub 2 kWh per kg de peşte produs.
Figura 8.6 Ferma piscicolă a FREA Solutions produce 25 milioane exemplare de păstrăv curcubeu anual vândut la greutăţi cuprinse între 4 şi 400 g/exemplar, pentru repopulare în alte ferme de creştere sau pentru procesare
Apa nouă din sistem este pompată din drenurile solului nisipos, iar apa evacută trece prin conducte de infiltraţie în acelaşi sol. Ferma nu are o legătură direct cu un râu. Sursa: FREA Solutions.
Recircularea şi repopularea
Râurile şi lacurile curate, precum şi stocurile sălbatice au devenit obiective de mediu importante pentru multe ţări. Una dintre numeroasele iniţiative care vizează conservarea naturii este cea de refacere a habitatelor naturale şi repopularea speciilor ameninţate.
Păstravul indigen este un peşte folosit în pescuitul recreativ în multe râuri din Danemarca, unde aproape fiecare râu are varietatea sa. Cartografierea genetică desfăşurată de specialişti a făcut posibilă stabilirea diferenţelor dintre varietăţi. Atunci când păstrăvul de mare devine matur, migrează înapoi din mare în râul din care provine, pentru reproducere. În zona Funen (Danemarca) au fost restaurate râurile, iar varietăţile care se mai găseau în zonă au fost salvate printr-un program de repopulare care a implicat utilizarea unui sistem recirculant. Peştii adulţi au fost prinşi cu ajutorul pescuitului electric, iar icrele mulse, fertilizate şi crescute într-un sistem recirculant. După circa un an, materialul obţinut a fost repopulat în râul din care au fost luaţi genitorii.
Diverse varietăţi au fost salvate şi în scurt timp păstrăvul de mare va putea supravieţui singur în habitatul său.
Mult mai important este că, acest program, a condus la creşterea capturilor prin pescuit recreativ de către pescarii recreativi care pescuiesc pe coastele Danemarcei. Turismul pescăresc a devenit, astfel, o sursă bună de câştig pentru afacerile locale cum ar fi hoteluri, locuri de campare, restaurante etc. Ȋn ansamblu, s-a ajuns la o situaţie câştig-câştig atât pentru natură, cât şi pentru interesele comerciale.
Figura 8.7 Păstrăvul indigen matur care migreazâ în amontele râurilor pentru a depune icrele este capturat prin pescuit electric şi transportat la o instalaţie de recirculare unde icrele sunt fecundate. Un an mai târziu, puietul este repopulat în acelaşi râu în care au fost capturaţi genitorii
Creşterea împreună a plantelor şi peştelui a fost realizată acum câteva mii de ani în China antică. Plantele creşteau prin utilizarea nutrienţilor excretaţi de peşte, ambele fiind recoltate pentru consum. În acvacultura modernă combinaţia dintre creşterea peştilor în sisteme recirculante şi creşterea plantelor în sere în sisteme hidroponice folosind apa cu nutrienţi, în lipsa solului, se numeşte “acvaponie”. Tehnologia a fost comercializată cu succes în ţări precum Statele Unite ale Americii, dar nu este încă viabilă din punct de vedere economic în regiunile mai reci, cum ar fi nordul Europei.
Figura 8.8 Fotografie cu acvaponice la Institute of Global Food & Farming, lângă Copenhaga, Danemarca.
Sistemul este construit într-o seră şi include bazine de creştere a peştilor şi tăvi cu salată, împreună cu două sisteme de recirculare a apei, cu circuite independente. Cel de-al doilea circuit furnizează apa pentru tăvile cu plante unde sunt crescute salate, plante aromatice precum salvia, busuiocul şi cimbrul. Sursa: Paul Rye Kledal, Institute for Global Food & Farming.
Creşterea somonului în ferme amplasate pe uscat
Dimensiunea fermelor piscicole creşte în mod constant pe măsură ce producţia din acvacultură, la nivel global, se dezvoltă. În prezent, o fermă medie de viviere flotabile din Marea Norvegiei atinge o producţie de 5000 de tone de somon anual, doar pe un amplasament. Sistemele terestre de aceste dimensiuni încă sunt aşteptate, dar noile proiecte de ferme de somon şi păstrăv de asemenea capacităţi sunt în plină dezvoltare.
Combinarea fermelor terestre cu fermele de viviere flotabile este un mod eficient de producţie şi probabil şi cel mai competitiv mod de organizare. Materialul de populare este produs în fermele terestre în sisteme controlate şi eficiente înainte de a fi transferat pentru faza finală de creştere în vivierele flotabile de mari dimensiuni. În anumite zone, vivierele flotabile nu sunt foarte populare, sistemele recirculante fiind considerate drept alternative de viitor pentru producerea peştelui. Amprenta lor este redusă, la fel şi consumul de apă Deşi costurile de producţie sunt mai mari decât în viviere, sistemele reciculante furnizează un nivel ridicat de siguranţă alimentară şi un control complet al tuturor parametrilor (oxigen, amoniu, nitriţi, dioxid de carbon, niveluri solide în suspensie, temperatură, pH, salinitate etc., producţia fiind constantă şi predictibil. În plus, aceste ferme pot fi construite în apropierea marilor oraşe pentru producţia şi furnizarea locală, economisind costurile de transport şi reducând emisiile de CO2�
Figura 8.9 Compania Danish Salmon a fost unul dintre primii pionieri în creşterea comercială a somonului în instalaţii pe uscat
O fermă de 2000 de tone de somon din Hirtshals, Danemarca aflată încă în construcţie în 2013. Sistemul se bazează pe tehnologia recirculantă şi va fi acoperită pentru a asigura controlul temperaturii şi a creşte gradul de biosecuritate. Somonul este crescut de la faza de icre până la 4 kg în 2 ani, în bazine mari de 1000m3 fiecare. Sacii albi mari din partea din stânga-jos sunt plini cu biomediu gata de instalare în camerele biofiltrului. Sursa: Axel Søgaard/AKVA group.
Viitorul recirculării
În sectorul somonului, vom observa o creştere semnificativă a instalaţiilor de producere a puietului de talie mare, care mută prima parte a perioadei de creştere în instalaţii amplasate pe uscat, pentru a creşte peştele într-un mediu mai sigur. Se preconizează că, în întreaga lume, vor apărea ferme de somon amplasate pe uscat pentru creşterea somonului de consum.
Producerea de peşte în SAR chiar lângă locul de consum, de ex. marile aglomerări urbane, va oferi peşte proaspăt de înaltă calitate, va reduce emisiile de CO2 prin eliminarea rutelor lungi de transport şi va îmbunătăţi securitatea alimentară în ţările în cauză. Proiectele de acest tip ajung la volume de peste 5000 de tone pe an, însă nu toate produc doar somon. Urmează seriola şi este de aşteptat ca şi alte specii să se alăture acestei tendinţe, inclusiv creveţii.
Proiectele viitorului vor beneficia, de asemenea, de o automatizare sporită, cum ar fi spălarea biofiltrelor şi controlul constant al pompelor şi altor utilaje pentru a economisi energie. Utilizarea digitizării, a viziunii computerizate (care obţin informaţii semnificative din imagini şi videoclipuri) şi a învăţării automate va creşte, iar inteligenţa artificială va fi parte din îmbunătăţirea performanţei, de ex. prin monitorizarea comportamentului de înot pentru avertizarea timpurie sau prezicerea din timp a apetitului.
Figura 8.10 Construirea unui SAR imens chiar lângă oraşe mai mari din întreaga lume este o tendinţă în creştere care va asigura peşte proaspăt pentru consumatori şi va îmbunătăţi autosuficienţa în ţările în cauză
Sursa: Nordic Aqua Ningbo.
Aquaetreat, 2007. Manual on Effluent Treatment in Aquaculture: Science and Practise (Report). Outcome of the EU supported Aquatreat.org project
Avault J. W. Jr., 1996. Fundamentals of Aquaculture, A Step-by-Step Guide to Commercial Aquaculture, Baton Rouge, USA, AVA Publishing Company Inc., 1996, ISBN 0-9649549-0-7
Barnabé, G., eds., 1990. Aquaculture, Volume 1 & 2, Chichester, England, Ellis Horwood Limited, ISBN 0-13-044108-2
Brock, T., D., Smith, D., W. & Madigan M., T., 1984. Biology of Microorganisms, USA, Prentice-Hall International, ISBN 0-13-078338-2
Brown, L., 1993. Aquaculture for Veterinarians: Fish Husbandry and Medicine, Oxford, UK, Pergamon Press Ltd., ISBN 008-040835
FAO. 2020. The State of World Fisheries and Aquaculture 2020. Sustainability in action. Rome. FAO. https://doi.org/10.4060/ca9229en
Jokumsen, A. & Svendsen, L. M., 2010. Farming of Freshwater Rainbow Trout in Denmark, DTU Aqua, National Institute of Aquatic Resources. DTU Report no. 219-2010. ISBN 978-87-7481-114-5
Lekang, O., 2020. Aquaculture Engineering, Norwegian University of Life Sciences, Drobakveien, Norway. Third edition, John Wiley & Sons Ltd, 2020, ISBN 9781119489016
Remmerswaal, R.A.M., 1997. Recirculating Aquaculture Systems, INFOFISH Technical Handbook 8, ISBN 983-9816-10-1
Timmons, M.B., & Ebeling, J.M., 2002. Recirculation Aquaculture, NRAC Publication No. 01-007, USA, Cayuga Aqua Ventures, ISBN 978-0-9712646-2-5
Wheaton, F. W., 1993. Aquacultural Engineering, Malabar, Florida, USA, Krieger Publishing Company, 1993, ISBN 0-89464-786-5
1.0
2.0
Listă de verificare pentru realizarea unui sistem recirculant
Informaţii despre proiect
1.01 Descrieţi obiectivele, scopul şi ţintele proiectului
1.02 Speciile cultivate
1.03 Producţia anuală, în tone şi număr de exemplare
1.04 Dimensiunea peştelui la populare şi la livrare –planul de producţie
1.05 Numărul de loturi pe an
1.06 Estimarea coeficientului de conversie a hranei (FCR)
1.07 Schiţe existente şi alte informaţii disponibile
1.08 S-a eliberat acordul pentru descărcarea efluentului? Restricţii, nivele permise etc.
1.09 Există un administrator de fermă sau un specialist în piscicultură
1.10 Alte informaţii importante, probleme speciale etc�
Informaţii despre amplasament
2.01 Apă dulce sau sărată? Salinitate
2.02 Sursa de apă disponibilă. Apă de mare, râu, izvor, apă din subteran, foraj
2.03 Câtă apă este disponibilă? Litri/secundă
2.04 Temperatura apei Vara/iarna Fluctuaţii zi/noapte
2.05 Analiza apei
Rezultate pH
2.06 Condiţii climaterice, Temperatura atmosferică max/min Ierni grele, veri extreme etc.
2.07 Condiţiile terenului pe care se va construi (studiul geotehnic)
2.08 Temperatura solului, max/min
2.09 Suprafaţa disponibilă pentru construcţie Forma suprafeţei de construit
2.10 Spaţiu disponibil pentru tratarea apelor uzate Spaţii disponibile pentru bazine de decantare, zone de infiltraţie sau scurgere etc.
2.11 Nivelului cotei zero
2.12 Sursa de energie electrică, specificaţi
3.0 Dotările sistemului
3.01 Staţia de incubaţie
3.02 Alevinajul
3.03 Predezvoltarea/pui
3.04 Ȋngrăşarea
3.05 Stocul de reproducători
3.06 Producţia de hrană vie
3.07 Unitatea de epurare
3.08 Unitatea de carantină – în interior Unitatea de aclimatizare – în exterior
3.09 Tratarea apei de alimentare
3.10 Tratarea apei uzate
3.11 Sortare/recoltare/livrare în stare vie
3.12 Procesare/ambalare/ depozitare/maşină de fulgi de gheaţă
3.13 Laborator/birou/ cantină
3.14 Generator electric de urgenţă
3.15 Generator de oxigen/ rezervor de oxigen de urgenţă
3.16 Ȋncălzirea apei/sistem de răcire a apei
3.17 Cerinţele tehnice ale clădirii Izolaţie
3.18 Arhitectură Vecinătăţi
• ajută fermierii în procesul de tranziţie către acvacultura recirculantă
• introducere în fundamentele tehnologiei şi în metodele de management
• consultanţă privind bunele practici în tranziţia către acvacultura recirculantă
• operarea unui sistem recirculant, inclusiv formarea şi pregătirea profesională
• exemple de succes din diverse proiecte cu sisteme recirculante
Autorul, Jacob Bregnballe, de la AKVA group, a lucrat peste 40 de ani, pe tot globul, cu sisteme recirculante atât în cercetare, cât şi în practică. Este unul dintre cei mai buni experţi şi a fost implicat în îmbunătăţirea sistemelor recirculante pentru multe specii. Deţine un masterat la Universitatea din Copenhaga şi a condus propria fermă timp de 25 de ani.
Acest ghid este publicat de Organizaţia Naţiunilor Unite pentru Alimentaţie şi Agricultură (FAO) şi EUROFISH International Organisation.
Eurofish International Organisation
H.C. Andersens Boulevard 44-46
DK-1553 Copenhagen V
Denmark
Tel.: (+45) 333 777 55
info@eurofish.dk www.eurofish.dk
FAO Regional Office for Europe and Central Asia
FAO-RO-Europe@fao.org
Tel.: (+36) 1 4612000 www.fao.org/europe
Food and Agriculture Organization of the United Nations
Budapest, Hungary
