15/02/2008

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TECNOLOGIE PER

L’ACQUACOLTURA

PROF. MASSIMO LAZZARI

Scuola di specializzazione in:

Allevamento, igiene, patologia delle specie

acquatiche e controllo dei prodotti derivati

Anno accademico 2007-2008

L’allevamento in vascheL’allevamento in vasche

GeneralitàGeneralità

La riproduzione dei pesci in vasche ha ricevuto molta attenzione negli anni recenti. I

vantaggi e gli svantaggi dell'allevamento in vasche sono tuttora in fase di ricerca e

sono ancora fortemente discussi.

Le vasche sono comunemente usate per:

• produzione di avannotti,

• strutture temporanee per l'allevamento dei primi stadi, nidiate di pesci o organismi per

l'alimentazione,

• sistemi di allevamento a risparmio d’acqua (sistemi a ricircolo),

• produzione di pesci pregiati da acquario,

• vasche di esposizione pubblica,

• strutture altamente controllate per la sperimentazione.

L’interesse per le vasche, comunque, è in rapida espansione, determinato soprattutto

dalla recente evoluzione di alcuni fattori, tra i quali:

- incremento del costo della terra,

- accresciuta difficoltà di reperimento di acqua di buona qualità,

- aumento del costo di pompaggio dell'acqua,

- progressi della tecnologia dell'allevamento in vasca che rendono tale tipo di

acquacoltura sempre più attraente.

La possibilità di utilizzare sistemi di allevamento in vasca per tutte le fasi del ciclo di

allevamento, fino all’accrescimento in taglia commerciale, è un’acquisizione solo

recente ed ancora limitata a poche applicazioni.

I materiali per le vascheI materiali per le vasche

Le vasche possono essere sia realizzate on-site, sia acquisite dalla vasta produzione

commerciale esistente. Sono costruite di diversi materiali e disponibili in un gran

numero di forme e dimensioni.

In ogni caso le vasche devono rispondere ai seguenti requisiti:

- superfici interne lisce per prevenire l'abrasione,

- superfici a contatto con l'acqua di materiale non tossico,

- lunga durata,

- facilità di pulizia,

- possibilità di sterilizzazione,

- eventuale trasportabilità (se richiesta),

- disponibilità a costi contenuti,

- resistenza ai raggi UV (se impiegate all'esterno).

Per quanto riguarda i materiali, esistono vasche in:

• calcestruzzo,

• legno,

• acciaio o altri metalli,

• materiali plastici, fibra di vetro, vetro.

Per quanto riguarda le forme, esistono vasche:

• circolari,

• rettangolari,

• quadrate,

• ellittiche,

• altre forme particolari.

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Calcestruzzo

Il calcestruzzo armato con tondini d’acciaio è largamente utilizzato per la costruzione di

vasche di più grandi dimensioni, durature e per il contenimento di acque sia dolci che

salate.

E' di facile utilizzo e può essere realizzata qualsiasi forma costruttiva.

A causa del suo peso e del suo costo, tuttavia, il calcestruzzo è utilizzato solo per la

realizzazione di manufatti permanenti e duraturi.

Le superfici interne delle vasche in calcestruzzo dovrebbero essere lisciate per evitare le

abrasioni della pelle o delle squame dei pesci e per facilitare le operazioni di pulizia e

disinfezione, altrimenti problematiche a causa delle superfici rugose.

Le superfici interne possono essere rivestite con impermeabilizzanti. Questo

trattamento accresce le prestazioni dei manufatti, ma anche il costo di realizzazione.

In ogni caso, il calcestruzzo con superfici interne non rivestite può essere utilizzato per

la maggior parte degli scopi acquacolturali, in seguito ad un adeguato periodo di

stagionatura.

Infatti, dal calcestruzzo gettato di fresco possono essere rilasciate sostanze pericolose e

per questo motivo nelle vasche in calcestruzzo appena costruite dovrebbe essere fatta

fluire ripetutamente per alcuni giorni acqua fresca prima del loro utilizzo per

l'allevamento.

Legno

In determinate situazioni il legno può avere un costo decisamente basso ed è un

materiale leggero e facilmente lavorabile.

Il compensato marino è spesso utilizzato per costruire vasche in legno; i fogli utilizzati

hanno generalmente uno spessore superiore a 18-20 mm, per poter garantire una

sufficiente rigidità ed evitare l'eccessiva flessione delle pareti delle vasche quando

riempite.

Le pareti delle vasche devono essere "imbragate“, generalmente con armature

metalliche, per resistere alle pressioni esercitate dall'acqua.

Il legno trattato dovrebbe essere evitato come materiale da costruzione per le vasche,

dal momento che può rilasciare sostanze tossiche.

Tutte le superfici esposte dovrebbero essere rivestite per proteggere il legno dalla

marcescenza. Le vernici a base di piombo o altri metalli pesanti vanno evitate; sono

invece consigliabili vernici a base di resine epossidiche o vetroresina. Tali materiali

impiegano circa due giorni per "maturare" e una volta indurite formano una superficie

dura, compatta e liscia.

Acciaio e alluminio

Sono materiali comunemente impiegati per la realizzazione di piccole vasche (alcune

centinaia di litri), come nel caso delle avannotterie per le prime fasi di allevamento degli

avannotti o dei pesciolini.

Utilizzate con cautela, alcune leghe di alluminio possono essere impiegate per colture

anche in acqua salata, tuttavia, acque con pH piuttosto acido possono causare la

solubilizzazione dell'alluminio e la dispersione degli ioni nell'acqua.

Sono disponibili commercialmente vasche realizzate in lastre di acciaio imbullonate.

Queste vasche possono essere facilmente costruite ed eventualmente possono essere

smontate e rimontate in altro luogo. Alcune di queste vasche sono rivestite in gomma,

ma la maggior parte sono concepite per operare con una "fodera" di materiali sintetici.

L’acciaio inossidabile (in particolare l'acciaio 316) per caratteristiche di durata e non

tossicità, sarebbe particolarmente indicato per l'allevamento dei pesci, ma il costo è

troppo elevato per le vasche di grandi dimensioni.

I metalli galvanizzati (es. ferro zincato) non sono indicati per scopi acquacolturali, a

meno che le superfici non siano rivestite con adatte vernici o materiali impermeabili. Il

rilascio di zinco può causare intossicazioni da metalli pesanti e in questo i salmonidi

sono le speci più suscettibili. L'adesione di vernici ai metalli galvanizzati è piuttosto

difficile e quindi si deve ricorrere all'impiego di manti di rivestimento.

Materiali plastici

Il termine materiali plastici viene riferito ad una numerosa schiera di polimeri che

include polipropilene, polietilene (PE), polibutilene, polivinildoruri (PVC), acrilici e

vinile.

Ognuno di questi materiali ha specifici e peculiari vantaggi e svantaggi.

Il vantaggio comune a tutte le vasche realizzate in materiali plastici, tuttavia, è che sono

leggere ed eventualmente trasportabili e l'eventuale riparazione risulta facilitata.

Sono reperibili in commercio vasche di diverse forme e capacità (fino a diverse

centinaia di litri).

La maggior parte dei materiali plastici è non tossica, tuttavia, soprattutto per quanto

riguarda il polietilene, ad esempio, è conveniente eseguire un periodo di

"condizionamento" di almeno due settimane prima dell'utilizzo, facendo scorrere

acqua fresca (questo soprattutto nel caso di colture marine).

Vetroresina (fiberglass)

E' un materiale particolarmente utilizzato per le vasche di acquacoltura, dal momento

che è leggero, robusto, duraturo, di costo relativamente contenuto, inerte sia per

quanto riguarda l'impiego sia con acqua dolce che salata, e può resistere agli effetti dei

raggi UV anche se impiegato all'esterno.

Esistono vasche di varia forma con capacità che vanno da pochi litri fino a diverse

centinaia di metri cubi.

Le vasche in vetroresina sono generalmente rivestite con gel o colle nel bordo superiore,

per renderle più lisce e per facilitare la pulizia e la sterilizzazione.

Le vasche in vetroresina possono essere facilmente forate per l'installazione di tubi,

raccordi, scarichi, ecc. Inoltre sono disponibili vasche sopraelevate rispetto al suolo.

Le vasche di diametro inferiore a 2,5 m sono disponibili generalmente in un pezzo

unico, ma le vasche di dimensioni più grandi sono assemblate in due o piu sezioni

incollate assieme.

Le vasche sono forgiate in modo che possono essere accatastate facilmente per il

trasporto, in modo da ridurre i costi di immagazzimanento e soprattutto di trasporto.

Esiste anche la possibilità di realizzare vasche in vetroresina su misura per usi specifici

o addirittura far realizzare vasche in vetroresina direttamente on-site.

Rivestimenti impermeabili

I manti impermeabili possono essere applicati a vasche realizzate in qualsiasi materiale e

sono comunemente usati in sostituzione di altri costosi rivestimenti o trattamenti

impermeabilizzanti. L'utilizzo di questi materiali elimina il pericolo di tossicità da metalli

pesanti, da residui di vernici, dal trattamento del legno o da altre sostanze.

Devono essere maneggiati con cura, soprattutto al momento della messa in opera per

evitare stiramenti o rotture, ma hanno una durata molto prolungata, dell'ordine di almeno

5-10 anni.

La vita media dei manufatti comunque è piuttosto variabile, in funzione dell 'utilizzo, ma

soprattutto in funzione del pH dell'acqua, essendo negativo sia un pH troppo acido che uno

troppo alcalino.

In particolare, i teli impermeabilizzanti tendono a indurire in condizioni di acidità,

divenendo più fragili, mentre in condizioni alcaline tendo ad ammorbidirsi

eccessivamente.

Molti dei rivestimenti disponibili oggi sono resistenti ai raggi UV e quindi mantengono

inalterate le proprie caratteristiche anche dopo un utilizzo prolungato all'esterno.

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Le vasche di allevamento possono essere forgiate virtualmente in ogni forma desiderata,

tuttavia, alcune forme e configurazioni presentano vantaggi e svantaggi che devono essere

attentamente considerati. In ogni caso, la maggior parte delle vasche ha una forma

circolare, ma sono piuttosto diffuse anche quelle quadrate, rettangolari, ellittiche.

Caratteristiche geometriche delle vascheCaratteristiche geometriche delle vasche

Le vasche devono essere progettate con l'obiettivo di raggiungere una perfetta uniformità

nella circolazione dell'acqua in tutti i punti e profondità.

Quando nella vasca sussistono perfette condizioni di uniformità dell'acqua, i pesci si

distribuiscono in tutto lo spazio ottimizzando l'uso dello spazio di allevamento.

L’uniformità di distribuzione dell’acqua nella vasca dipende principalmente da:

- la geometria della vasca e il rapporto diametro/profondità,

- la disposizione dei punti di immissione e scarico dell'acqua, che rappresentano anche il

principale fattore di controllo per la rimozione dei solidi sedimentabili e delle alghe.

Vasche circolari

Le vasche circolari sono comunemente utilizzate nelle nursery soprattutto perchè hanno

caratteristiche idrauliche ottimali.

La forma circolare, infatti, assicura una velocità e circolazione dell'acqua più uniforme,

cosicché l'ossigeno disciolto e le particelle di alimento sono uniformemente distribuite nella

vasca e le caratteristiche dell'acqua omogenee.

Per tali motivi, generalmente le vasche circolari sono in grado di sostenere densità di

allevamento più elevate rispetto a quelle mantenibili in vasche di altra forma.

Per contro, le vasche di forma circolare hanno lo svantaggio di evidenziare un consumo

specifico di ossigeno più elevato, dovuto probabilmente all'aumento della richiesta

energetica provocata dalla più veloce circolazione dell'acqua.

I punti di immissione e scarico dell'acqua

nelle vasche circolari possono essere

dislocati in modo da creare un flusso

"vorticoso" dell'acqua che draga il fondo e

rimuove detriti e rifiuti verso un punto

centrale di drenaggio.

Da un punto di vista dimensionale, le

vasche con un elevato e rapido ricambio

d'acqua possono essere assimilate a

canalette con andamento circolare.

In particolare la velocità dell’acqua nella

vasca deve essere opportunamente

dimensionata in modo da raggiungere un

razionale compromesso tra:

- velocità dell'acqua ed andamento del

flusso per favorire la distribuzione

dell'alimento,

- l'autopulizia del fondo della vasca,

- il dispendio energetico dei pesci per il

nuoto.

Diversi tipi di carico delle vasche

Le vasche circolari possono presentare un fondo piano

o un fondo in pendenza, con profilo conico.

Le vasche che presentano profilo conico sono più

costose, ma ovviamente più efficienti nel rimuovere i

detriti.

Tuttavia, anche le vasche con fondo piano possono

essere pulite efficientemente se viene mantenuta una

velocità dell'acqua adeguata. Inoltre, nel caso vengano

allevati pesci di "profondità", come pesci-gatto, storioni

o anguille, il movimento stesso degli animali tende a

mantenere i sedimenti omogeneamente in sospensione

nella vasca, cosicché vengono più facilmente rimossi

dalla vasca con il flusso dell'acqua di scarico.

Le vasche circolari con fondo piano sono spesso preferite perchè

possono essere disposte su superfici piane (sia pavimentate che su

terreno) senza necessità di altre opere di sostegno, mentre le

vasche con pavimento in pendenza devono essere sopraelevate.

Tuttavia, le vasche con fondo piano realizzate al suolo non hanno

un sistema di scarico per gravità e devono essere drenate per

mezzo di pompe.

La forma della vasca e soprattutto il punto di immissione e scarico dell’acqua devono quindi

contribuire a creare nella vasca un flusso con un doppio effetto:

- flusso primario, che assicura una omogenea distribuzione dell’acqua fresca lungo la

vasca,

- flusso secondario, che contribuisce alla efficiente rimozione dei solidi lungo le pareti e sul

fondo della vasca.

Per avere una efficiente pulizia del fondo della vasca è stato calcolato sperimentalmente che

la velocità del flusso d'acqua al fondo deve essere di almeno 6 - 8 cm/s e tali velocità al

fondo si ottengono quando il flusso dell'acqua nella vasca rimane tra i valori di 12 e 15 cm/s.

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Le vasche circolari con scarico per gravità

dovrebbero essere drenate per mezzo di una

tubazione centrale concentrica rispetto ad

una tubazione esterna dal diametro

maggiore (tipo manicotto), in modo da

facilitare la rimozione dei solidi dal fondo della

vasca, garantendo il mantenimento del livello

idrico desiderato.

Una soluzione interessante è

prevedere un doppio scarico:

- uno scarico di fondo per

allontanare i solidi sedimentati,

- uno scarico più superficiale per

far fluire l’acqua più pulita.

Questa soluzione è valida

soprattutto per i sistemi a

ricircolo.

Diversi tipi di scarico delle vasche circolari

A.scarico

semplice

drenante dal

fondo con

controllo del

livello idrico

esterna alla

vasca

B. scarico a

“torre” che

preleva acqua

alle diverse

profondità con

controllo del

livello idrico

esterno

D. sistema a

doppio

scarico: di

fondo per i

solidi

sedimentati ed

a torre per il

ricambio

d’acqua

C. scarico a

“torre” che

preleva acqua

alle diverse

profondità con

controllo del

livello idrico

interno

Vasche rettangolari

Le vasche di forma rettangolare sono utilizzate principalmente

per le primissime fasi di allevamento (avannotti e piccoli pesci).

Uno dei principali vantaggi delle vasche rettangolari o quadrate è

il massimo sfruttamento dello spazio disponibile.

Il principale svantaggio, invece, è che è difficile ottenere una

circolazione dell’acqua uniforme.

Il comportamento del flusso d'acqua e il ristagno in alcune zone sono influenzati

soprattutto dalla modalità e dalla posizione del punto di immissione e di scarico dell'acqua.

L'acqua dovrebbe fluire nel punto d'entrata e poi lungo la sezione della vasca con un flusso

quanto più uniforme possibile, realizzando così un flusso a spinta lungo tutta la lunghezza

della vasca. Questo tipo di flusso può essere ottenuto immettendo l'acqua per mezzo di un

tubazione forata superficiale.

Nelle vasche con fondo in pendenza il flusso dell'acqua si muove da una estremità all'altra,

come nell'allevamento a canalette, ma spesso si verificano, a causa del particolare

flussaggio, alcune zone in prossimità degli angoli caratterizzati da ridotto o nullo

movimento d'acqua in cui tendono a ristagnare i sedimenti.

Nei casi più gravi,

l'accumulo di rifiuti

organici in queste zone

può portare a fenomeni

di stress o addirittura a

mortalità degli animali.

Un metodo altemativo per la rimozione dei rifiuti prevede la realizzazione di un pozzetto

di drenaggio nel pavimento della vasca in prossimità del punto distale rispetto alla zona di

carico dell'acqua. Al di sopra del pozzetto è posizionata una copertura piana (o in

alternativa una copertura filtrante) ad una altezza tale da permette il passaggio dei

sedimenti ma non il passaggio dei pesci. I sedimenti che si accumulano nel pozzetto

vengono periodicamente rimossi sollevando una valvola posta ad una sua estremità.

I rifiuti nelle vasche rettangolari possono

essere rimossi dal flusso stesso dell'acqua

mantenendolo sufficientemente veloce in

modo da permettere l'auto-pulizia (tuttavia,

come già detto, questo può comportare

eccessivo affaticamento dei pesci).

Un altro svantaggio delle vasche rettangolari è che i pesci appena prelevati da condizioni

naturali ed immessi in vasche di forma rettangolare tendono spontaneamente ad affollarsi in

prossimità degli angoli, dove possono soffrire una carenza locale di ossigeno, oppure

possono urtare violentemente le pareti della vasca provocandosi danneggiamenti anche gravi.

I pesci riprodotti in vasche, invece, generalmente non manifestano questo tipo di

comportamenti.

Anche l'ossigeno deve essere accuratamente distribuito, altrimenti i pesci tendono ad

ammassarsi nel punto di immissione dell'acqua e non utilizzano completamente il volume

a disposizione.

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Sistemi di scarico dell’acqua dal fondo

con contemporaneo controllo del livello

idrico, in vasche rettangolari.

Vasche quadrate

Le vasche di allevamento di forma quadrata presentano svantaggi simili a quelli appena

evidenziati per le vasche di forma rettangolare, tuttavia, prevedendo un adeguato

arrotondamento degli angoli, le caratteristiche idrauliche possono essere assimilate a quelle

delle vasche circolari.

Lo scarico di fondo delle vasche

quadrate è generalmente posto in

posizione centrale, e realizzato con

le stesse soluzioni già viste per le

vasche circolari.

Vasche ellittiche

Le vasche di forma ovale o ellittica rappresentano un compromesso tra quelle circolari

(uniformità del flusso idrico) e quelle rettangolari (ridotta occupazione di spazio).

Altre forme particolari

Le vasche di forma ellittica possono essere realizzate con una partizione centrale che le

divide longitudinalmente in due settori; la distribuzione dell'acqua avviene ad opera di una

tubazione forata con ugelli che determina un flusso d'acqua praticamente lungo una pista

ellittica. Tale circolazione dell'acqua può essere provocata, in alternativa al flussaggio con

ugelli in pressione, da un sistema meccanico di agitazione a pale rotanti. Generalmente la

tubazione di scarico si trova sul fondo al centro della partizione longitudinale.

Dimensionamento delle vasche

Mantenere la quantità di biomassa il più vicino possibile alla capacità di sostenimento del

sistema è un aspetto chiave per la produttività economica.

I requisiti progettuali dei sistemi di allevamento a vasche sono gli stessi già discussi per i

sistemi aperti a canaletta e quindi anche in questo caso si dovranno effettuare i calcoli della

portata d'acqua necessaria per il mantenimento di condizioni ottimali soprattutto per quanto

riguarda ossigeno e ammoniaca.

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Richiesta di manodopera

Operazioni frequenti (giornaliere)

• alimentazione

• manutenzione dei filtri

• determinazioni chimiche dell’acqua

• pulizia

Operazioni periodiche

• operazioni addizionali di manutenzione

• pulizia profonda della vasca

Operazioni saltuarie

• raccolta del pesce

• trasferimento e trasformazione

A titolo indicativo, con vasche circolari del diametro di 4 m in cui vengono allevate trote,

sono richieste 0,3 ore/vasca.giorno per le operazioni frequenti e 2-3 ore settimanali per

quelle periodiche. Una persona riesce a gestire, con una settimana lavorativa di 36 ore, una

unità funzionale di 8 vasche.