Aquaponiksysteme · Double Loop
Sistema unidireccional totalmente desacoplado
Zwei eigenständige Wasserkreisläufe mit kontrollierter Übergabe zum Pflanzenbereich und ohne Rückführung zum Fischkreislauf.
Defina claramente los límites del sistema
¿Qué es un sistema unidireccional totalmente desacoplado?
El sector pesquero opera como un sistema de acuicultura de recirculación independiente (RAS). El área de la planta tiene su propia circulación hidropónica. Una cantidad definida de agua de pescado tratada o de la solución nutritiva obtenida de ella se transfiere al ciclo de la planta. A partir de este punto de transferencia se cultiva del lado de la planta y no se devuelve al ciclo del pescado.
Biológicamente independiente
La separación de sólidos, la biofiltración, la ventilación, el control de la temperatura y la circulación garantizan una cría de peces independiente de las operaciones de la planta.
Dirigido y equilibrado
El agua o las fracciones de nutrientes procesadas se transfieren en función de la cantidad o la calidad. El reflujo se excluye hidráulicamente.
Se puede optimizar por separado
El pH, la conductividad, la temperatura y la fertilización suplementaria se pueden ajustar a la fase de cultivo y crecimiento.
Equilibre el flujo de agua y material por separado
Ruta del agua, los sólidos y los nutrientes.
Transferencia equilibrada
La cantidad transferida se basa en la necesidad de cambios de agua, consumo de la planta, capacidad de almacenamiento y concentración permisible.
No transferido sin verificar
Las sustancias depositables se eliminan por el lado del pescado. La mineralización separada puede recuperar nutrientes; El lodo crudo no pertenece directamente a los módulos sensibles de la planta.
Utilizable, pero no completo.
El agua de pescado proporciona especialmente compuestos nitrogenados. La proporción de todos los elementos necesarios para las plantas no se corresponde automáticamente con los requisitos del cultivo.
Puntos finales abiertos
La recolección, la evaporación, la transpiración, el lavado y la solución desechada salen del sistema. Por lo tanto, desechable no significa un ciclo de material cerrado.
Cada circuito lleva a cabo sus propias funciones principales.
Componentes necesarios
Lado de pescado
- Tanque de peces, pantano y circulación segura
- separación mecánica de sólidos
- biofiltro de tamaño suficiente
- Ventilación o entrada de oxígeno.
- Guía de temperatura y nivel de agua.
- Ventilación de emergencia, alarma y bypass.
Página de planta
- Contenedor de solución nutritiva con circulación propia.
- módulo de cultivo adecuado: NFT, DWC, sustrato o vertical
- Filtración adecuada para el módulo.
- Aireación de la zona radicular.
- Corrección de dosis y pH.
- Drenaje, rebosadero y descarga higiénica
La protección de los peces sigue siendo una tarea en sí misma
Biofiltración, nitrificación y oxigenación.
Limitar los sólidos
Las heces, los restos de comida y las biopelículas aumentan las necesidades de oxígeno y pueden ejercer presión sobre los filtros y las raíces de las plantas. Se detectan tempranamente.
bronceado oxidar
Los microorganismos que oxidan el amoníaco forman nitrito; Oxidantes de nitritos, incluidos nitrospira, forma nitrato. La nitrificación requiere oxígeno y alcalinidad.
Evaluar el riesgo de NH₃
La proporción de amoníaco sin carga, más tóxico, aumenta con el pH y la temperatura. Por lo tanto, el TAN debe evaluarse junto con ambas variables.
Las plantas no son una limpieza de emergencia necesaria para el ciclo del pescado. Por el contrario, la parte de la planta no debe depender de un suministro suficiente de agua, sino que debe estar disponible en todo momento la composición de nutrientes adecuada.
Los residuos de pescado no se convierten automáticamente en fertilizante completo
Mineralización y gestión de nutrientes.
Mineralización separada
El tratamiento de lodos se realiza como un proceso separado con un tiempo de residencia, suministro de oxígeno y separación definidos.
Agregar analíticamente
El potasio, calcio, hierro u otros elementos sólo se complementan según las mediciones, los requisitos de cultivo y la aprobación del producto.
Mantenga el pH de una manera apropiada para la planta.
La falta de recirculación permite un pH más bajo de la planta sin afectar directamente el ciclo de los peces y del biofiltro.
Equilibrio de sales
EC es una señal de suma y no reemplaza el análisis de iones. Se pueden acumular sodio, cloruro e iones no absorbidos.
Diseño carga biológica y consumo de la planta desacoplados.
Estrategia de diseño y entrega.
Determinar la carga de peces
La tasa de alimentación máxima realista, las especies de peces, la biomasa, la temperatura y la composición del alimento forman la base para la carga de sólidos, TAN y oxígeno.
Requisitos récord de la planta
La cultura, el área, el clima, la fase de crecimiento, la transpiración y la CE objetivo determinan los requisitos de agua y nutrientes.
Limitar transferencias
El mínimo y el máximo se derivan del balance hídrico RAS, el contenedor de la planta, la capacidad de retención y la concentración permitida de nutrientes.
Mezclar y corregir
El agua transferida se analiza antes o en el recipiente de la planta, se atempera y se repone si es necesario.
Desviaciones del buffer
La capacidad de almacenamiento y los suministros alternativos de agua o nutrientes sirven de puente entre la producción fluctuante y los diferentes ciclos de cosecha.
Validar operación real
Las cantidades, concentraciones, absorción de la planta, descargas y cambios de agua RAS se miden y actualizan como balance de materia.
Asigne estrictamente ubicaciones de medición
Calidad, medición y control del agua.
| mensurando | ciclo del pescado | ciclo de la planta | Importancia operativa |
|---|---|---|---|
| pH | Especies de peces, biofiltro y alcalinidad. | Disponibilidad de nutrientes y objetivo de cultivo. | La regulación separada es una ventaja principal |
| temperatura | Rendimiento de los peces, contenido de oxígeno y NH₃. | Salud de las raíces y desarrollo de las plantas. | El agua de transferencia se puede templar |
| oxígeno | Pescado, biofiltros y carga orgánica | Raíces y actividad microbiana. | Ambos circuitos necesitan su propia protección. |
| bronceado / nitrito | Control inmediato de peces y biofiltros. | Evidencia de nitrificación residual y procesos orgánicos. | Documentar la unidad y la ubicación de la muestra. |
| CE / iones | Observar la acumulación de agua de manantial y sal. | Mantener la solución nutritiva y comprobar los iones individuales. | La AE por sí sola no demuestra una dieta equilibrada |
| volumen | Equilibrar la extracción y el agua de reposición. | Equilibrar transpiración, fuga y descarga. | Utilice un medidor de flujo o una balanza de contenedor |
Sopesar la optimización frente al esfuerzo adicional
Ventajas y limitaciones
Posibles beneficios
- control separado de pH y temperatura
- Suplementos de nutrientes específicos de plantas sin riesgo de retorno para los peces
- Producción de peces y cultivos escalable de forma independiente
- Menor riesgo de introducir agentes de origen vegetal en el ciclo del pescado.
- Los ciclos de producción se pueden planificar por separado.
- Los cambios de agua RAS se utilizan como recurso.
Límites y requisitos
- dos revoluciones completas aumentan el esfuerzo técnico y de medición
- No hay purificación de agua a base de plantas para el ciclo del pescado.
- La oferta de transferencia y la demanda de la planta pueden diferir
- La suplementación de nutrientes y el reemplazo ocasional de soluciones siguen siendo posibles
- Se requiere almacenamiento, equilibrio y prevención de reflujo.
- rutas adicionales de higiene y eliminación
Controlar las perturbaciones en los límites del sistema.
Incidencias, bioseguridad y despidos
Reflujo
Una válvula de retención faltante o con fugas puede introducir una solución nutritiva concentrada en el lado del pescado. El espacio de aire o la separación física es más robusto que una sola válvula.
Fallo de transferencia
Las plantas necesitan reservas de agua; el RAS debe poder manejar de forma segura el exceso de agua de reemplazo o lavado.
Sobredosis
La dosificación incorrecta de pH o fertilizante está limitada por límites de dosificación, controles de plausibilidad y materiales de almacenamiento separados.
Falla de oxígeno
La ventilación de emergencia y las alarmas se evalúan por separado para ambos circuitos. Una circulación de la planta que funcione no salva una circulación de peces fallida.
- Asegure primero el circuito de pescado y la ventilación de emergencia.
- Transferencia en bloque y exclusión física del reflujo.
- Evalúe el circuito afectado utilizando sus propios puntos de medición.
- Trate la solución desechada y las sustancias contaminadas de forma controlada.
- Solo se transfiere nuevamente después de la liberación documentada.
Para una producción controlada y gestionada profesionalmente
Idoneidad, tamaños de sistema y aplicaciones típicas
Especialmente adecuado
Para los sistemas en los que las especies de peces y plantas requieren valores objetivo significativamente diferentes, las áreas de producción están separadas espacialmente o se requiere una gestión precisa de los nutrientes basados en las plantas.
Condicionalmente adecuado
Para pequeños sistemas de demostración y de hobby cuando el esfuerzo técnico y analítico adicional no proporciona un beneficio claro en comparación con un sistema acoplado.
Aplicación típica
Producción profesional de invernaderos, investigación, ampliaciones modulares de sistemas RAS existentes y ubicaciones con gestión planificable de agua y nutrientes.
La arquitectura no es automáticamente "mejor". Tiene sentido cuando la ganancia en el control del proceso justifica la inversión adicional, el esfuerzo de medición, mantenimiento y contabilidad.
No mezcle la arquitectura del sistema y el módulo de la planta
Conéctese a la cama multimedia, NFT, DWC y módulos verticales
Cama multimedia
Puede usarse en plantas; Quedan por tener en cuenta los residuos, la química del sustrato, el drenaje y la gestión separada de las soluciones nutritivas.
NFT
Requiere una solución muy bien limpiada previamente, un flujo confiable y un tiempo de inactividad bajo y tolerable.
DWC
Un gran volumen de solución amortigua las fluctuaciones, pero requiere una ventilación efectiva y una limitación higiénica de sólidos.
Módulos verticales
La altura de entrega, la distribución uniforme, la ventilación del área de las raíces y el retorno seguro al sumidero de la planta determinan el diseño.
Comparación de arquitectura
Diferenciación del resto de sistemas
| arquitectura | Relación agua | Diferencia fundamental con el Sistema 4 |
|---|---|---|
| Totalmente acoplado | circulación común | El agua de las plantas regresa a los peces. |
| Parcialmente acoplado/bypass | rama ajustable en el circuito común | Restos del acoplamiento hidráulico y químico. |
| Acoplado bajo demanda | Intercambio con retroalimentación en función del tiempo o de la medición | El control no reemplaza la separación de materiales. |
| Completamente desacoplado, desechable | Entrega dirigida, sin devolución. | dos reservas de agua gestionadas de forma independiente. |
| multicircuito | circuito adicional de tratamiento o mineralización | bucle de proceso adicional más allá de los dos circuitos principales. |
Compare las cinco arquitecturas del sistema
¿Este sistema de acuaponía se adapta a su sistema?
Compare el flujo de agua, la controlabilidad, la complejidad técnica y las condiciones operativas típicas de las cinco arquitecturas del sistema.
Compare los cinco sistemas de acuaponíaBase técnica comprensible
Fuentes especializadas
- Goddek, S. y col. (2016): Navegando hacia sistemas acuapónicos desacoplados, Agua 8(7), 303.
- Delaide, B. y col. (2016): El rendimiento del crecimiento de la lechuga en una solución acuapónica complementada supera a la hidroponía, Agua 8(10), 467.
- Lobanov, V. et al. (2021): Mejora de la salud vegetal mediante la remineralización de nutrientes en sistemas acuapónicos, Fronteras de la ciencia vegetal.
- Somerville, C. y col. (2014): Producción de alimentos acuapónicos a pequeña escala, Documento técnico de la FAO 589.
- Palma, H.W. et al. (2018): Hacia la acuaponía comercial: sistemas, diseños, escalas y nomenclatura, Acuicultura Internacional.
- Sí, B.; Zheng, Y. (2019): Tendencias y desafíos acuapónicos: una revisión, Ingeniería Acuícola.