Nei sistemi di acquacoltura a ricircolo, l'ossigeno riceve tutta l'attenzione. Ogni impianto RAS del mondo sviluppato dispone di sensori ridondanti di ossigeno disciolto, sistemi di ossigenazione automatici e sistemi di allarme che avvisano gli operatori alle 3 del mattino quando il livello di ossigeno disciolto scende. L'anidride carbonica non riceve nulla di tutto ciò.
La biologia non perdona. Un giovane salmone che consuma 1 chilogrammo di mangime produce circa 1,2 chilogrammi di CO₂ attraverso la respirazione: una massa di CO₂ superiore alla massa di mangime convertita in crescita. In un sistema a flusso continuo, la CO₂ viene dilavata dall'acqua. In un sistema a ricircolo, dove il 95-99% dell'acqua viene trattata e reimmessa nel sistema, la CO₂ si accumula. Senza una rimozione attiva, le concentrazioni nelle vasche raggiungono i 30-50 mg/L entro pochi giorni dal raggiungimento della densità di allevamento massima.
La soglia di danno non si trova dove la maggior parte degli operatori si aspetta. I pesci possono sopravvivere a livelli di ossigeno fino al 60% di saturazione. Non possono sopravvivere a concentrazioni croniche di CO₂ superiori a 15-20 mg/L, il livello al quale inizia l'acidosi respiratoria. Il pH del sangue del pesce si abbassa, l'efficienza di conversione alimentare diminuisce, il tasso di crescita si arresta e il danno alle branchie diventa visibile solo all'autopsia. In un impianto di allevamento di salmoni a terra, dove una singola vasca contiene biomassa ittica del valore di 400.000 dollari, un arresto della crescita di due mesi dovuto a un accumulo di CO₂ non rilevato rappresenta una perdita a sei cifre che non compare mai in alcun registro degli allarmi.
Il problema della misurazione: perché i sensori di CO2 sono difficili
La misurazione della CO₂ disciolta si basa sul principio dell'elettrodo di Severinghaus. La CO₂ diffonde attraverso una membrana permeabile ai gas in un sottile strato di elettrolita interno, modificandone il pH. La variazione di pH, misurata rispetto a un elettrodo di riferimento, è proporzionale alla pressione parziale di CO₂. La misurazione è affidabile, a condizione che il sensore venga sottoposto a regolare manutenzione.
Il problema pratico nei sistemi RAS è la deriva. La membrana si sporca con il biofilm. L'elettrolita interno si esaurisce. La giunzione di riferimento si ostruisce con i solidi sospesi. Un sensore di CO₂ non sottoposto a manutenzione per un mese può presentare una deriva del 30-50% rispetto al suo punto di calibrazione, indicando 8 mg/L quando la concentrazione effettiva nel serbatoio è di 25 mg/L. Questa è la differenza tra una condizione "sicura" e un'"acidosi cronica" segnalata come valore normale sullo schermo del sistema SCADA.
Il sensore di CO₂ disciolto Honde è specifico per gli impianti RAS perché la sua cartuccia a membrana è sostituibile dall'utente sul campo, la sua uscita RS485 Modbus-RTU si collega direttamente al PLC dell'impianto e la sua compensazione automatica della temperatura mantiene la precisione nell'intervallo da 8 °C a 20 °C, tipico del funzionamento di un impianto RAS.
Il ciclo di controllo mancante
Un moderno impianto di allevamento di salmoni a terra opera con la seguente architettura di controllo:
L'ossigeno è controllato automaticamente: i sensori di ossigeno disciolto (DO) azionano i sistemi di ossigenazione in un circuito chiuso. La temperatura è controllata automaticamente: riscaldatori e refrigeratori rispondono ai sensori presenti nelle vasche. Il pH è controllato automaticamente: il dosaggio di bicarbonato di sodio risponde alle sonde di pH. La CO₂ viene misurata, se presente, tramite un prelievo manuale di un campione una volta alla settimana, analizzato con un misuratore da banco in laboratorio.
Il risultato è un processo controllato in quattro dimensioni, con la quinta dimensione gestita alla cieca. La colonna di degassamento – la torre a riempimento o lo strippatore sottovuoto che rimuove la CO₂ – funziona a una velocità fissa, dimensionata per il carico di picco, indipendentemente dalla domanda effettiva. L'operatore non dispone di dati per rispondere alla domanda più elementare: il degassatore sta rimuovendo una quantità sufficiente di CO₂ oggi?
L'installazione del sensore di CO₂ Honde nella linea di ritorno dell'acquario chiude questo circuito. Il sensore misura l'effettiva concentrazione di CO₂ nell'acqua in ingresso all'acquario. L'uscita RS485 controlla il degassatore: quando la CO₂ si avvicina a 15 mg/L, il flusso d'aria di strippaggio aumenta; quando scende al di sotto di 8 mg/L, il flusso d'aria diminuisce. Il degassatore funziona con l'efficienza effettivamente richiesta dall'acqua e i pesci non raggiungono mai la soglia di acidosi.
Architettura della soluzione per un impianto di allevamento di salmoni a terra
Il sensore di CO₂ è installato nella linea di ritorno dell'acqua della vasca, a valle del sistema di ossigenazione e a monte dell'ingresso della vasca: il punto in cui la composizione gassosa dell'acqua rappresenta ciò che i pesci effettivamente percepiranno. Un data logger con schermo nella sala di controllo del sistema RAS visualizza in tempo reale i valori di CO₂, ossigeno disciolto (DO), pH e temperatura per ciascun gruppo di vasche. Il responsabile della produzione esamina l'andamento della CO₂ durante i controlli mattutini, confrontandolo con i dati relativi all'alimentazione: i due set di dati sono ora correlati.
Il team addetto al controllo della qualità dell'acqua dell'impianto utilizza il misuratore portatile Handmeter con una sonda in grado di rilevare la CO₂ durante la verifica settimanale: un campione prelevato dal serbatoio, misurato con il riferimento portatile, viene confrontato con il sensore installato. Una variazione superiore a ±2 mg/L attiva la sostituzione della cartuccia a membrana, una procedura che richiede 10 minuti.
L'uscita RS485 Modbus-RTU si collega direttamente al PLC RAS: ogni impianto RAS commerciale utilizza un sistema di controllo Siemens o Allen-Bradley con supporto Modbus nativo. Per gli impianti multi-edificio (incubatoio, unità di accrescimento e unità per avannotti distribuite in un campus), i sensori trasmettono tramite moduli wireless GPRS, 4G, Wi-Fi, LoRa o LoRaWAN, pacchettizzati in formato MQTT JSON, alla piattaforma centrale di gestione della produzione.
Il server cloud e il software consolidano i dati di CO₂, DO, pH e temperatura provenienti da tutte le vasche, visualizzando dati in tempo reale e dati storici per l'intero impianto. Il sistema di relè di allarme opera su due livelli: a 15 mg/L, il relè aumenta il flusso d'aria del degassatore; a 20 mg/L, la soglia di acidosi, il relè invia un allarme al responsabile di produzione di turno e registra l'evento nei registri del benessere dei pesci dell'impianto. Nelle giurisdizioni UE e norvegesi, dove la documentazione sul benessere dei pesci è un requisito normativo, lo storico della CO₂ con data e ora costituisce la prova richiesta dagli audit.
Risultati sul campo: Impianto di riproduzione di avannotti a terra, Norvegia occidentale, 2026
Un impianto commerciale di allevamento di avannotti di salmone atlantico nella Norvegia occidentale, che produce 2,5 milioni di avannotti all'anno in un sistema a ricircolo completo, ha installato sensori di CO₂ Honde in tutte le sue 24 vasche di accrescimento tra gennaio e marzo 2026.
Risultati operativi dopo 5 mesi (durante il picco di produzione di avannotti primaverili):
- •I sensori a monitoraggio continuo hanno rivelato che le concentrazioni di CO₂ nelle vasche oscillavano tra 6 e 24 mg/L al giorno, in base ai cicli di alimentazione e alle prestazioni del degassatore, mentre i precedenti campionamenti settimanali avevano costantemente riportato una media benigna di 10-12 mg/L. I pesci nelle vasche a più alta densità vivevano in condizioni di acidosi cronica per circa il 30-40% del ciclo produttivo.
- •Dopo la chiusura del circuito di controllo del degassatore (il relè modulava il flusso d'aria di strippaggio in base alla lettura del sensore), la concentrazione media di CO₂ nei 24 serbatoi si è stabilizzata tra 8 e 14 mg/L.
- •Il rapporto di conversione alimentare è migliorato dell'11% durante il periodo di allevamento da maggio a giugno rispetto allo stesso periodo del 2025, un risultato che il responsabile della produzione ha attribuito direttamente all'eliminazione dell'acidosi causata dalla CO₂.
- •Il sistema di relè di allarme ha registrato 37 eventi di escalation alla soglia di 20 mg/L durante il primo mese, prima che il circuito di controllo del degassatore fosse completamente tarato, e zero eventi di escalation nell'ultimo mese della sperimentazione.
- •La documentazione relativa al benessere dei pesci per la verifica primaverile del 2026 includeva per la prima volta lo storico continuo della CO₂, sostituendo i precedenti dati basati su campioni puntuali con un set di dati completo e con indicazione temporale.
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Honde Technology è un produttore tedesco certificato TUV e verificato da Alibaba. Forniamo hardware per la misurazione della CO₂ disciolta, interfaccia nativa RS485 per PLC e logica di controllo del degassatore, necessari per gli impianti di acquacoltura a terra, dove ogni punto percentuale di conversione del mangime incide sul risultato finale.
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Data di pubblicazione: 11 agosto 2026