Fragment din “Manualul crescatorului de sturioni” – Daniel Tabacaru (cartea poate fi comandata aici)

Descrierea stabilităţii termice a sistemului

Specia de sturioni care determină paternul termic şi 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 şi 45 grade latitudine, indiferent de longitudine, radiaţia solară pe fiecare m2 timp de un an de zile se situează in jurul valorii de 1400 KWh.

De altfel aproape toată Europa cu excepţia zonei nordice, este “scaldată în radiaţii solare cuprinse între 900 şi 1400 KWh/an.

În State Unite ale Americii găsim această corespondenţă 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 şi Oregon.

Pentru a nu complica calculele şi 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.

Incidenţa razelor solare la această latitudine faţă de planul orizontului este, cu mici variaţii, între 21 grade la momentul solstiţiului de iarnă şi de 72 de grade la momentul solstiţiului de vară. Între aceste coordonate avem patru anotimpuri.

OLOOSON Study of Thermal Balance echilibru termic Ferma

Specia noastră de cultură are nevoie de un interval termic cu maxima în 22 °C pe perioada de vara şi minima în 4 °C în perioada de iarnă. Chiar dacă vârfurile termice la aceste coordonate ne aduc în situaţii extreme de peste 40 °C vara şi minus 20 °C iarna, ştim cu toţii ca aceste valori nu sunt constante, ci doar excepţii de la regulă.

Personal am derulat un amplu studiu cu referire la temperaturile din zona Dunării in locurile unde sunt detectate cele mai mari efective de sturioni din specia Acipenser Ruthenus, cu referire la temperaturile maxime şi minime zilnice timp de 4 ani de zile, cu incepere din anul 2005.

Concluziile cu referire la valorile termice ca medie între maxima zilei şi minima nopţii 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 faţă de maxima pusă în discuţie.

La fel se prezintă calculele pentru 2006, 2007, 2008. În afara acestor extreme menţionate mai sus, avem o temperatură optimă ce este ideală pentru creşterea sturionilor.

Cred ca în acest moment vă gândiţi la o întrebare extrem de serioasă şi anume: ce facem cu aceste extreme şi cum protejăm de îngheţ şi de căldură excesivă peştii dacă intervalul lor de confort este între 22 °C şi 4 °C.

Raspunsul este extrem de simplu:

Prin folosirea inerţiei termice a întregului sistem. Faptul că avem o zi sau doua sau chiar mai multe cu temperaturi negative nu modifică substanţial temperatura apei aflată în volumetri de zeci de metrii cubi, ce se afla in spatii de tip solar, unde se păstrează permanent o temperatură pozitivă în medie cu 2 – 8 °C iarna, iar vara prin ventilaţie, o temperatura ponderata.

Şi 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 smeriţi şi inţelepţi, natura ii ajută.

Iarna vom încălzii peste limiata de 4 °C cu apa provenită din sol, vara vom răcii peste 22 °C cu aceaşi apa din sol. În restul anului ne aflăm în zona de confort (a peştilor) şi nu vom avea consum energetic pentru încalzire sau pentru răcire.

Dacă intram şi mai atent în analiza termodinamica a întregului sistem vom observa că folia solariilor noastre ce acoperă bazinele de peşti este impenetrabilă pentru radiaţiile infraroşii solare.

<p.Peşti nu vor avea nevoie de lumină solară ci de o lumină specială rece (vom explica in paginile urmatoare), ce va fi instalată in spaţiile de cultură. În schimb solariile ce vor conţine culturile aquaponice vor avea folie transparentă specifică cultivării în solarii a plantelor de cultură.

Chiar şi în aceste solarii sunt prevazute compensatoare termice “îngropate” la nivelul solului (bazine de 180 m3), ce vor păstra temperatura constantă a apei din sistem în zilele toride.

Pe de altă parte rafturile de cultură sunt izolate termic făcând ca temperaturile mari din solarii, să fie păstrate în afara circuitului hidraulic.

Ştiu că o parte dintre dumneavoastră sunt sceptici privind posibilitatea de a creşte peşti, plante, bacterii şi asta fără nici un aport de energie în afara energiei termice inmagazinată în apa din solextrasa de la o adâncime de doar 60 m.

Puteţi experimenta şi dumneavoastră miracolul energiei termice inmagazinată în sol măsurând temperatura din piscina din curtea dumneavoastră aflată la nivelul solului şi constatând cât timp îi trebuie apei expusă la radiaţia soarelui să caştige sau să piardă 1 °C fără nici un aport de încalzire termică.

Fără a face din calculul termic un scop în sine în cadrul acestui proiect vom prezenta doar acei factori importanţi ce au fost luaţi în calculul initial al stabilităţii termice dorită în sistem în intervalul de creştere 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 spaţiu din perspectiva temperaturilor specifice ale obiectelor aflate în acel spatiu. Poate fi fix atunci când nu se modifica nici o temperatură sau variabil când una sau toate temperaturile înglobate de modifică;

Suprafaţa izotermă – definita ca sumă a punctelor cu aceeaşi temperatură dintr-un spatiu;

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 modificari de temperaturi;

Cantitatea de căldură – reprezintă cantitatea de energie şi se măsoară în Joule (J), sau în unităţi tradiţionale specifice, calorii (cal) sau kilocalorii(kcal);

Fluxul termic sau debitul de căldură – este cantitatea de căldură care străbate o suprafaţă în unitatea de timp;

Coeficientul de asimilare termică – ce indică capacitatea materialelor de a absorbi căldura;

Indicele inerţiei termice – reflectă capacitatea de acumulare sau de cedare a căldurii de către elementele materiale;

Defazajul oscilaţiilor termice – în regimul termic variabil, datorită inerţiei termice a elementelor, oscilaţiile de temperatură ce se manifestă asupra unei feţe a unui corp se resimt pe cealaltă faţă cu întârziere;

Aceste elemente au fost analizate din perspectiva principalelor modalităţi de transmisie a a energiei termice (conducţia, convecţia, radiaţia) şi demonstrează ca în intervalul menţionat mai sus stabilitatea termică este satisfacută cu condiţia utilizării buclelor de reglare automate şi a analizelor de tendinţă si predicţie la o rezoluţie extrem de mare.

Acest lucru se va realiza prin măsurători cu grad de rezoluţie foarte mare, oferind în acest fel posibilitatea de a analiza tendinţele sistemului la un nivel elementar luându-se decizii preventive de stabilizare “precoce”.

Cu alte cuvinte, şi pe întelesul tuturor, atunci când temperatura este măsurată la zecime de grad prin măsurători repetate, se poate constata orice tendinţă iminentă de scădere sau de creştere a temperaturii luând din timp decizia corecta în funcţie de tendinţa manifestată.

Pentru aceasta, buclele de măsurare trebuie să includă algoritmi de filtrare a oscilatiilor sistemului, să aibă un nivel de rezoluţie şi 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, aveţi nevoie de aprobarea autorului. Acest material este protejat prin lege. 8 din 14 martie 1996 privind drepturile de autor și drepturile conexe.