Fragment din “Manualul crescătorului de sturioni” – Daniel Tăbăcaru (cartea poate fi comandată aici)
Descrierea stabilității termice a sistemului
Specia de sturioni care determină paternul termic și energetic al proiectului nostru, pentru a avea cea mai echilibrată abordare energetică, este localizată central în mediul natural în bazinul Dunării la latitudinea de 44 grade şi în bazinul râului Volga cu o localizare centrală la latitudinea de 45 grade.
Acipenser ruthenus
La aceste coordonate pe globul terestru între 44 și 45 grade latitudine, indiferent de longitudine, radiația solară pe fiecare m2 timp de un an de zile se situează în jurul valorii de 1400 KWh.
De altfel aproape toată Europa cu excepția zonei nordice, este “scăldată în radiații solare cuprinse între 900 și 1400 KWh/an.
În State Unite ale Americii găsim această corespondență pe axa de 45 grade longitudine cu începere pe coasta de est în zona lacurilor Ontario, Erie, Huron, Michigan, Superior, Nipigon, trecând prin Minnesota, Dakota de sud, Montana, Idaho și Oregon.
Pentru a nu complica calculele și pentru a avea o medie ponderată a valorii energetice, cu acoperire pentru alte latitudini în jurul valorii centrale de 45 grade vom propune valoarea de 1000 KWh/an.
Incidența razelor solare la această latitudine față de planul orizontului este, cu mici variații, între 21 grade la momentul solstițiului de iarnă și de 72 de grade la momentul solstițiului de vară. Între aceste coordonate avem patru anotimpuri.
Specia noastră de cultură are nevoie de un interval termic cu maxima în 22 °C pe perioada de vara și minima în 4 °C în perioada de iarnă. Chiar dacă vârfurile termice la aceste coordonate ne aduc în situații extreme de peste 40 °C vara și minus 20 °C iarna, știm cu toții ca aceste valori nu sunt constante, ci doar excepții de la regulă.
Personal am derulat un amplu studiu cu referire la temperaturile din zona Dunării în locurile unde sunt detectate cele mai mari efective de sturioni din specia Acipenser Ruthenus, cu referire la temperaturile maxime și minime zilnice timp de 4 ani de zile, cu începere din anul 2005.
Concluziile cu referire la valorile termice ca medie între maxima zilei și minima nopții sunt următoarele:
În anul 2005
Valori negative – 35 zile cu valori negative distribuite în lunile noiembrie, decembrie, ianuarie, februarie în care temperaturile medii zi – noapte au avut valori de zero °C sau mai scăzute.
Cea mai lunga perioadă consecutiva cu valori de 0 °C şi negative a fost de 11 zile.
Vârful negativ la care sa ajuns în aceasta perioadă ca medie a temperaturilor negative a fost de – 5.5 °C. Valori pozitive – 43 de zile distribuite în lunile iunie, iulie, august, septembrie în care temperaturile medii zi – noapte au avut valori peste 22 °C sau mai ridicate. Cea mai lunga perioadă consecutivă cu valori de peste 22 °C a fost de 7 zile.
Vârful pozitiv la care sa ajuns în aceasta perioadă ca medie a temperaturilor pozitive a fost de 25.55 °C cu 3.55 °C mai mult față de maxima pusă în discuție.
La fel se prezintă calculele pentru 2006, 2007, 2008. În afara acestor extreme menționate mai sus, avem o temperatură optimă ce este ideală pentru creșterea sturionilor.
Cred ca în acest moment vă gândiți la o întrebare extrem de serioasă şi anume: ce facem cu aceste extreme și cum protejăm de îngheț și de căldură excesivă peștii dacă intervalul lor de confort este între 22 °C și 4 °C.
Răspunsul este extrem de simplu:
Prin folosirea inerției termice a întregului sistem. Faptul că avem o zi sau doua sau chiar mai multe cu temperaturi negative nu modifică substanțial temperatura apei aflată în volumetrii de zeci de metrii cubi, ce se afla în spatii de tip solar, unde se păstrează permanent o temperatură pozitivă în medie cu 2 – 8 °C iarna, iar vara prin ventilație, o temperatura ponderată.
Și cel mai important aspect, prin schimburi inteligente de apa din bazinele de cultură, cu apa din sol ce are temperatura medie iarna – vara de 10 – 12 °C.
Da, pe cei smeriți și înțelepți, natura ii ajută.
Iarna vom încălzii peste limita de 4 °C cu apă provenită din sol, vara vom răci peste 22 °C cu aceeași apa din sol. În restul anului ne aflăm în zona de confort (a peștilor) și nu vom avea consum energetic pentru încălzire sau pentru răcire.
Dacă intram și mai atent în analiza termodinamica a întregului sistem vom observa că folia solariilor noastre ce acoperă bazinele de pești este impenetrabilă pentru radiațiile infraroșii solare.
Pești nu vor avea nevoie de lumină solară ci de o lumină specială rece (vom explica în paginile următoare), ce va fi instalată în spațiile de cultură.
Știu că o parte dintre dumneavoastră sunt sceptici privind posibilitatea de a crește pești, plante, bacterii și asta fără nici un aport de energie în afara energiei termice înmagazinată în apa din sol extrasă de la o adâncime de doar 60 m.
Puteți experimenta și dumneavoastră miracolul energiei termice înmagazinată în sol măsurând temperatura din piscina din curtea dumneavoastră aflată la nivelul solului și constatând cât timp îi trebuie apei expusă la radiația soarelui să câștige sau să piardă 1 °C fără nici un aport de încălzire termică.
Fără a face din calculul termic un scop în sine în cadrul acestui proiect vom prezenta doar acei factori importanți ce au fost luați în calculul inițial al stabilității termice dorită în sistem în intervalul de creștere a sturionilor din specia Acipenser Ruthenus:
Temperatura – parametru de stare termică care ilustrează nivelul de încălzire al corpurilor;
Câmp termic – reprezintă un termen general cu referire la un anumit spațiu din perspectiva temperaturilor specifice ale obiectelor aflate în acel spațiu. Poate fi fix atunci când nu se modifica nici o temperatură sau variabil când una sau toate temperaturile înglobate de modifică;
Suprafața izotermă – definita ca sumă a punctelor cu aceeași temperatură dintr-un spațiu;
Linia izotermă – este locul geometric al punctelor egale ca temperatură dintr-un plan;
Gradient de temperatură – este o mărime virtuală cu ajutorul căreia se exprimă modificări de temperaturi;
Cantitatea de căldură – reprezintă cantitatea de energie și se măsoară în Joule (J), sau în unități tradiționale specifice, calorii (cal) sau kilocalorii(kcal);
Fluxul termic sau debitul de căldură – este cantitatea de căldură care străbate o suprafață în unitatea de timp;
Coeficientul de asimilare termică – ce indică capacitatea materialelor de a absorbi căldura;
Indicele inerției termice – reflectă capacitatea de acumulare sau de cedare a căldurii de către elementele materiale;
Defazajul oscilațiilor termice – în regimul termic variabil, datorită inerției termice a elementelor, oscilațiile de temperatură ce se manifestă asupra unei fețe a unui corp se resimt pe cealaltă față cu întârziere;
Aceste elemente au fost analizate din perspectiva principalelor modalități de transmisie a a energiei termice (conducția, convecția, radiația) și demonstrează ca în intervalul menționat mai sus stabilitatea termică este satisfăcută cu condiția utilizării buclelor de reglare automate și a analizelor de tendință și predicție la o rezoluție extrem de mare.
Acest lucru se va realiza prin măsurători cu grad de rezoluție foarte mare, oferind în acest fel posibilitatea de a analiza tendințele sistemului la un nivel elementar luându-se decizii preventive de stabilizare “precoce”.
Cu alte cuvinte, și pe înțelesul tuturor, atunci când temperatura este măsurată la zecime de grad prin măsurători repetate, se poate constata orice tendință iminentă de scădere sau de creștere a temperaturii luând din timp decizia corecta în funcție de tendința manifestată.
Pentru aceasta, buclele de măsurare trebuie să includă algoritmi de filtrare a oscilațiilor sistemului, să aibă un nivel de rezoluție și precizie ridicat, să aibă imunitate la “zgomot” în cazul măsurătorilor în bucla de curent de 4 -20 mA.
Dacă doriți să utilizați datele și textul de mai sus pentru a crea articole și a le publică pe un alt site, aveți nevoie de aprobarea autorului. Acest material este protejat prin lege. 8 din 14 martie 1996 privind drepturile de autor și drepturile conexe.