Tipi di acquacoltura: Dagli stagni tradizionali alla tecnologia del futuro

L'acquacoltura è la pratica dell'allevamento di organismi viventi acquatici, che si è trasformata in un'industria moderna e altamente tecnologica. L'acquacoltura è emersa come parte essenziale dei sistemi alimentari mondiali, dato che la popolazione mondiale continua a crescere e la pressione sugli stock ittici selvatici continua ad aumentare. Le tecniche di produzione sono varie: dagli stagni di terra che operano in armonia con la natura agli edifici bio-sicuri ad alta tecnologia progettati per essere altamente efficienti. La conoscenza della gamma di questi sistemi di produzione è essenziale per i produttori e gli investitori, nonché per i consumatori e i responsabili politici che devono affrontare la sfida del complesso mondo della produzione alimentare sostenibile. Questo documento fornisce un'analisi approfondita della forma più comune di acquacoltura, un confronto tra le realtà del suo funzionamento e le frontiere tecnologiche che ne definiranno il futuro.

Che cos'è l'acquacoltura e perché è importante?

In sostanza, l'acquacoltura è un tipo di allevamento in cui vengono coltivati animali acquatici, come pesci e crostacei, e piante acquatiche. Tale coltivazione implica interventi durante l'allevamento per aumentare la produzione dell'acquacoltura, come frequenti ripopolamenti, alimentazione e protezione dai predatori. L'importanza di questa industria non può essere sopravvalutata. L'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'Alimentazione e l'Agricoltura (FAO) ha riferito che l'offerta di frutti di mare per il consumo umano è cresciuta quasi esclusivamente grazie all'acquacoltura, dato che negli ultimi anni la pesca commerciale con cattura selvatica è stata in gran parte stagnante o in declino. La produzione mondiale di acquacoltura contribuisce oggi a più della metà del totale dei frutti di mare e degli altri prodotti commerciali consumati nel mondo, e si prevede che questa percentuale sia destinata ad aumentare.

Questa enorme produzione ittica svolge un ruolo cruciale per la sicurezza alimentare del mondo. Gli alimenti acquatici forniscono proteine di alta qualità, acidi grassi omega-3 e micronutrienti essenziali a miliardi di persone. Il contributo dell'acquacoltura come industria è una fonte di sostentamento per milioni di persone, soprattutto nei Paesi in via di sviluppo, dove l'industria può costituire la spina dorsale delle economie rurali come fonte di sviluppo dell'acquacoltura. Inoltre, l'acquacoltura, se praticata in modo responsabile, offre la possibilità di creare proteine con un impatto ambientale ridotto rispetto alla maggior parte dei sistemi di allevamento terrestri. Con il duplice compito di nutrire una popolazione globale prevista di quasi 10 miliardi di persone entro il 2050 e di frenare il degrado ambientale, il ruolo di un'industria dell'acquacoltura produttiva, responsabile e resiliente sta crescendo di importanza.

Sistemi tradizionali: Lavorare con la natura

La caratteristica principale dei sistemi di acquacoltura tradizionali è il contatto diretto con l'ambiente naturale. Pratiche come gli stagni di terra e i semplici recinti di rete in acque aperte sono di solito a bassa intensità tecnologica e a basso investimento di capitale. Collaborano con i processi ecologici per massimizzare la crescita dei pesci, invece di cercare di avere il pieno controllo su di essi.

Cultura dello stagno

È uno dei più antichi e comuni tipi di allevamento di pesci d'acqua dolce. Gli stagni di terra sono costruiti per contenere l'acqua e le densità di allevamento delle varie specie ittiche sono solitamente mantenute a livello estensivo o semi-intensivo. La catena alimentare può essere integrata dalla produttività primaria dell'ecosistema dello stagno, che è più adatta alla rapida crescita di pesci onnivori come la carpa comune (Cyprinus carpio).

• Vantaggi: Anche i costi iniziali di installazione saranno ridotti e la gestione operativa sarà più semplice. Il metodo è flessibile e viene utilizzato da oltre un secolo.
• Limitazioni: La produttività è molto sensibile alle condizioni climatiche locali e all'approvvigionamento idrico. Questi sistemi sono suscettibili ai cambiamenti climatici e alle malattie. Inoltre, gli effluenti contenenti nutrienti possono avere effetti sulle acque riceventi in caso di gestione impropria.

Penne nette di base

In questo sistema i pesci sono confinati in gabbie o recinti fissati alle acque naturali, come quelle costiere o nei grandi laghi d'acqua dolce. Il continuo ricambio d'acqua porta con sé l'ambiente esterno, fornisce ossigeno e diffonde i prodotti di scarto.

• Vantaggi: Questa tecnica utilizza corpi idrici naturali liberi, quindi non comporta costi di terreno e di pompaggio dell'acqua. È inoltre altamente applicabile a diverse creature acquatiche, in particolare ai pesci d'acqua salata.
• Limitazioni: Manca il controllo sulla qualità e sulla temperatura dell'acqua. C'è il rischio di fughe, che possono avere un impatto sulle popolazioni selvatiche, e possono sorgere conflitti tra gli utenti e attività come la pesca sportiva. L'accumulo di rifiuti sul benthos può inoltre degradare l'ambiente marino circostante.

Sistemi avanzati: Ingegneria per l'efficienza

A differenza del passato, i moderni impianti di acquacoltura sono progettati per regolare l'ambiente di produzione, ottimizzando così l'efficienza, la biosicurezza e la resa. Sono sistemi che sostituiscono i processi naturali con la tecnologia e richiedono ingenti investimenti di capitale e competenze tecniche per realizzare una crescita rapida e un prodotto finale di alta qualità.

Sistemi di acquacoltura a ricircolo (RAS)

Si tratta di un cambiamento di paradigma di natura terrestre. In un RAS, l'acqua viene riutilizzata in un ciclo chiuso o semi-chiuso. Un insieme di sistemi di filtrazione complessi, come filtri meccanici, biofiltri e sistemi di ossigenazione, assicura che l'acqua rimanga nelle migliori condizioni possibili, il che consente di controllare l'intero ciclo di vita dell'organismo coltivato.

• Vantaggi: Il sistema RAS offre un controllo quasi totale dell'ambiente di allevamento e protegge gli animali da agenti patogeni esterni. Un tale livello di biosicurezza riduce notevolmente la necessità di trattamenti chimici e altre strategie di prevenzione. Questi sistemi possono essere collocati virtualmente ovunque, il che consente alla produzione di essere vicina ai mercati di consumo.
• Limitazioni: Gli ostacoli principali sono rappresentati da un'elevata spesa in conto capitale e da una significativa spesa operativa, in gran parte dovuta al consumo di energia. La complessità di questi sistemi richiede una forza lavoro altamente qualificata.

Piste ad alta densità

I raceway sono lunghi canali o serbatoi attraverso i quali l'acqua scorre continuamente. Mentre gli ippodromi tradizionali utilizzano un modello "a flusso continuo" con un significativo scarico dell'acqua, i moderni ippodromi intensivi spesso incorporano tecnologie di riutilizzo e trattamento dell'acqua, che li collocano nella categoria avanzata. Sono comunemente utilizzati per specie che richiedono corrente costante e acqua di alta qualità, come le trote.

• Vantaggi: La qualità dell'acqua e la rimozione dei rifiuti sono elevate grazie al flusso continuo. Consentono alte densità di allevamento, facilità di gestione degli stock e, infine, la raccolta dei pesci.
• Limitazioni: I canali convenzionali a flusso continuo devono avere accesso a quantità d'acqua molto elevate. Questo problema viene ridotto da canalette più sofisticate a ricircolo parziale, a costo di rendere il sistema più costoso e complicato.

Il futuro dell'acquacoltura e il fabbisogno di infrastrutture

Man mano che l'industria dell'acquacoltura si muove verso pratiche più efficienti e sostenibili, i metodi di allevamento tradizionali vengono gradualmente sostituiti da strutture e tecnologie più moderne. Ciò non solo richiede un controllo più preciso della qualità dell'acqua, ma anche infrastrutture più stabili e flessibili. Soprattutto in sistemi come l'allevamento in gabbia, la scelta della giusta infrastruttura è fondamentale per massimizzare la produttività e ridurre al minimo l'impatto ambientale.

I sistemi di pontili galleggianti di Hiseadock sono la soluzione ideale per soddisfare queste esigenze. Realizzati in polietilene ad alta densità (HDPE) e caratterizzati da resistenza ai raggi UV e agli urti, sono adatti a diversi ambienti acquatici. Con un design modulare che consente la personalizzazione, le piattaforme galleggianti di Hiseadock offrono soluzioni flessibili per garantire stabilità ed efficienza, sostenendo la crescita sostenibile dell'industria dell'acquacoltura.

Abbinare il sistema di allevamento alla specie

Le esigenze biologiche delle specie coltivate sono intrinsecamente legate alla scelta di un sistema di acquacoltura. Una correlazione ideale tra la fisiologia dell'organismo e l'ingegneria dell'allevamento è necessaria non solo per garantire il benessere degli animali, ma anche un successo commerciale.

• Salmonidi (Salmone atlantico, Trota iridea, Salmerino alpino):

Questi pesci d'acqua dolce (solitamente allevati in acqua salata) hanno bisogno di acqua fresca, pulita e ben ossigenata. I recinti di rete costieri sono stati tradizionalmente utilizzati per l'allevamento del salmone. Tuttavia, l'allevamento a terra sta vivendo un'importante transizione verso l'allevamento di pesci giovani (giovani) e, più recentemente, verso l'allevamento di pesci di taglia commerciabile, in particolare in Nord America.

• Molluschi (Cozze blu, ostriche):

La cultura della molluschicoltura sfrutta la produttività del mare. Essendo filtratori, gli organismi sono più adatti a essere allevati nelle acque costiere con pratiche di acquacoltura in sospensione (palangari, zattere). Questi sistemi non necessitano di alimentazione supplementare e sono quindi molto sostenibili.

• Altri organismi marini (Mare ricci, Cetrioli di mare):

L'agricoltura di specie come i ricci di mare e i cetrioli di mare è un'industria in espansione, che può essere creata per soddisfare i mercati alimentari di lusso o per il ripristino ecologico. Queste particolari creature marine hanno bisogno di sistemi speciali che ricreino i loro ambienti naturali, che possono essere incorporati nelle piattaforme IMTA.

• Specie di acque calde (Tilapia, Ippoglosso atlantico):

Un pesce robusto come la tilapia si adatta bene agli stagni di terra convenzionali e può essere un'ottima specie da inserire negli allevamenti intensivi RAS. I pesci piatti d'acqua calda di alto valore, come l'ippoglosso atlantico, sono quasi tutti allevati in impianti a terra, dove le loro particolari esigenze ambientali possono essere soddisfatte alla perfezione.

Un confronto tra sistemi testa a testa

La scelta del sistema di acquacoltura è un complicato compromesso tra investimenti monetari, prestazioni operative e ambientali e potenziale di produzione. La tabella seguente fornisce un quadro comparativo dei principali sistemi di produzione.

Questa analogia mostra una tendenza precisa: più il sistema è tecnologicamente avanzato e costoso, minore è il suo impatto ambientale diretto (in termini di scarichi e fughe) e maggiore è la sua possibile produzione. Tuttavia, l'impronta indiretta, in particolare la natura ad alta intensità energetica del RAS, è un fattore più importante. Il sistema ottimale è quindi molto specifico per ogni situazione, in base al capitale disponibile, alle specie, all'ubicazione e al quadro normativo.

La spinta verso un'acquacoltura sostenibile

Uno dei principali fattori che ha incrementato la crescita dell'acquacoltura è la necessità di avere un'acquacoltura più sostenibile dal punto di vista ambientale. Ciò ha dato origine a nuovi modelli che riducono gli effetti negativi e creano ambienti più sani.

Acquacoltura multitrofica integrata (IMTA)

Si tratta di un approccio basato sulla biomimetica. In un comune sistema di IMTA marino, i pesci nutriti sono coltivati insieme a specie estrattive. Le piante acquatiche d'allevamento (come il kelp) assorbono i nutrienti extra presenti negli scarti dei pesci e i molluschi si nutrono di materia organica. In questo modo si forma un sistema di autobilanciamento che corregge la produzione di rifiuti.

Agricoltura biologica

I principi biologici sono sempre più utilizzati in acquacoltura. Questi standard di solito non consentono l'uso di antibiotici profilattici, stabiliscono densità di allevamento più basse e richiedono che gli ingredienti primari dei mangimi, tra cui le farine di pesce, l'olio di pesce e i mangimi per pesci, siano prodotti da pescherie sostenibili certificate. L'obiettivo è realizzare prodotti commercialmente validi con misure preventive di massima integrità ecologica.

Acquacoltura rigenerativa

Questa idea va oltre la sostenibilità e si concentra sui processi agricoli che riparano attivamente la salute dell'ecosistema. Un buon esempio è la coltivazione di molluschi e alghe. I banchi di ostriche, ad esempio, formano habitat tridimensionali per molte altre specie marine e sia le ostriche che le alghe rimuovono l'azoto in eccesso nell'acqua, combattendo l'eutrofizzazione e aumentando la limpidezza dell'acqua. Queste forme di acquacoltura possono essere utilizzate specificamente per raggiungere obiettivi di ripristino ambientale, passando dal tentativo di fare meno danni a quello di fare qualcosa di buono che possa essere misurato.

Le frontiere del futuro: AI, Offshore e Cellulare

L'acquacoltura è alle soglie di un'altra rivoluzione tecnologica resa possibile da dati, automazione e biotecnologie. Si prevede che queste frontiere aumenteranno ulteriormente l'efficienza, la sostenibilità e la resilienza.

• Intelligenza artificiale (AI) e l'automazione: L'intelligenza artificiale sta trasformando la gestione degli allevamenti. La visione artificiale e le reti di sensori aiuteranno ad automatizzare l'alimentazione e il monitoraggio della salute dei pesci e a prevenire in modo altamente tecnologico l'insorgere di malattie, rendendo le operazioni di acquacoltura più efficienti e responsabili.
• Offshore Acquacoltura: La crescente pressione sulle aree costiere sta costringendo l'industria a rivolgersi all'oceano aperto, tipicamente situato all'interno della zona economica esclusiva di un Paese. L'acquacoltura offshore utilizza strutture ben progettate in acque profonde, che garantiscono correnti pulite, ma presenta enormi problemi logistici.
• Acquacoltura cellulare: Si tratta della produzione di frutti di mare a partire da cellule animali. In teoria, questa tecnologia potrebbe essere utilizzata per creare carne di specie come il salmone selvatico senza alcun effetto sulla loro popolazione. Sebbene le dimensioni del mercato siano inesistenti e la tecnologia sia agli inizi, ha il potenziale per trasformarsi in futuro come complemento ai metodi convenzionali.

Come scegliere il proprio percorso di acquacoltura

La scelta del sistema di acquacoltura da implementare dipende in ultima analisi dagli obiettivi dell'operatore, dalle risorse disponibili e dalla tolleranza al rischio. Non c'è un modo migliore, né un unico modo migliore, ma c'è un modo più appropriato per un particolare contesto.

Per i piccoli imprenditori o i progetti comunitari

I sistemi tradizionali, come gli stagni di terra o i sistemi integrati semplici e su piccola scala come l'acquaponica (una forma di IMTA), offrono una bassa barriera all'ingresso. Si tratta di sistemi a minore intensità di capitale e che non richiedono molte competenze tecniche; di conseguenza, sono adatti a produrre alimenti locali, a generare mezzi di sostentamento e a fornire esperienze pratiche. In questo caso, l'accento è posto sulla resilienza e sull'uso delle risorse e non sulla massimizzazione della produzione.

Per l'investitore commerciale di grandi dimensioni

La decisione è spesso una scelta strategica tra il modello consolidato dei recinti di rete in acque aperte (in luoghi adatti) e il sistema di acquacoltura a ricircolo (RAS) ad alta tecnologia. Sebbene i recinti a rete possano avere costi iniziali più bassi, i sistemi di acquacoltura a ricircolo offrono una biosicurezza, una vicinanza al mercato e un controllo ambientale ineguagliabili, che possono ridurre il rischio dell'investimento contro le epidemie e gli eventi climatici. Per gli investitori con un orizzonte a lungo termine e un capitale significativo, i RAS rappresentano il futuro dell'allevamento intensivo su scala industriale.

Per il ricercatore o il sostenitore della sostenibilità

Le direzioni più interessanti sono lo sviluppo e la verifica delle prossime generazioni di modelli sostenibili. Ciò comporta l'ottimizzazione dei progetti IMTA per varie combinazioni di specie e ambienti, la creazione di iniziative rigenerative efficienti dal punto di vista dei costi che possono essere ampliate per avere effetti ecologici e le sfide scientifiche e ingegneristiche delle prossime frontiere, come l'acquacoltura offshore e cellulare. Si tratta di innovazione e dimostrazione della fattibilità di sistemi in grado di sostenere l'umanità in modo da salvaguardare e curare la nostra vita acquatica.

Conclusione

L'acquacoltura ha compiuto notevoli progressi, passando da un processo tradizionale a sistemi più moderni che utilizzano le tecnologie più avanzate. Il futuro dell'allevamento ittico è luminoso, sia che si tratti di allevamento in rete, di sviluppo sostenibile dell'allevamento, di acquacoltura offshore o di allevamento cellulare. Tutti questi sistemi hanno vantaggi e svantaggi e la decisione viene presa in base alla specie da allevare, agli effetti sull'ambiente e alla scalabilità. Raggiungere il giusto equilibrio tra efficienza, sostenibilità e innovazione è la chiave del successo dell'acquacoltura. Con un'industria dell'acquacoltura in costante crescita, il settore sarà fondamentale per fornire cibo al mondo senza distruggere i nostri ecosistemi naturali, per essere goduto dalle generazioni future.