Μια κατασκευή ενός Έξυπνου Συστήματος Ενυδρειοπονίας για τον 1ο Πανελλήνιο Διαγωνισμό Εκπαιδευτικής Ρομποτικής στην κατηγορία ΕΠΑ.Λ. “Αγροτική Παραγωγή και Τυποποίηση”.
Τι είναι η ενυδρειοπονία;
To Aquaponics, (ενυδρειοπονία) είναι ένα υβριδικό σύστημα που συνδυάζει την ιχθυοκαλλιέργειαμε την υδροπονία. Αυτό επιτυγχάνεται με την μεταφορά νερού από την ιχθυοκαλλιέργεια στα φυτά.
Η μέθοδος αυτή βρίσκεται σε αρχικά στάδια, αλλά ουσιαστικά είναι μια αρχαία μέθοδος καθώς στην φύση, στις θάλασσες και στα ποτάμια, συμβιώνουν εκατομμύρια χρόνια φυτά και ψάρια.
Το νερό των ψαριών, περιέχει τα απόβλητα τους τα οποία είναι πολύ θρεπτικά για τα φυτά,ενώ τα φυτά με τη σειρά τους «φιλτράρουν» το νερό και το επιστρέφουν στα ψάρια καθαρό .Η λίπανση των φυτών γίνεται με τα απόβλητα των ψαριών, τα οποία είναι πλούσια σε αμμωνία, μέταλλα και ιχνοστοιχεία που είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη των φυτών. Οι ρίζες των φυτών είναι επάνω σε ένα υπόστρωμα αργίλου, έτσι ώστε να απορροφώνται οι θρεπτικέςουσίες. Δημιουργείται ένα «φίλτρο» για το νερό και με αυτόν το τρόπο το νερό ξαναγυρίζει στα φυτά καθαρό. Έτσι, με αυτή την «συνεργασία» ωφελούνται και τα δύο μέρη:Φυτά και Ψάρια!!
Σημαντικό πλεονέκτημα για την παραγωγή φυτών είναι ότι δεν χρησιμοποιούνται χημικάλιπάσματα, φυτοφάρμακα και χώμα. Αποτελεί δηλαδή μια βιολογική μορφή καλλιέργειας.Τα ψάρια που χρησιμοποιούνται στην ενυδρειοπονία είναι όλα του γλυκού νερού και χαρακτηρίζονται από ανθεκτικότητα στις μεταβολές της θερμοκρασίας και του περιβάλλοντός τους
Η ενυδρειοπονία, δημιουργεί πολλαπλά οφέλη και για το περιβάλλον:
- Ξοδεύεται 90% λιγότερο νερό σε σχέση με την παραδοσιακή καλλιέργεια,
- Μειώνονται κατά πολύ οι εκτάσεις και η ενέργεια που απαιτούνται για την παραγωγή τροφής
- Δεν χρησιμοποιείται χώμα και δεν δαπανάται ενέργεια για πότισμα φυτών
- Τα φυτά μεγαλώνουν με διπλάσια ταχύτητα σε σχέση με άλλες συμβατικές καλλιέργειες
- Το νερό ξαναχρησιμοποιείται μέσω της επανακυκλοφορίας.
- Δεν μολύνεται ο υδροφόρος ορίζοντας.
- Συμβάλλει στην μείωση της πείνας αφού παράγονταιπερισσότερα τρόφιμα σε μια μόνο παραγωγική διαδικασία.
- Εκμεταλλεύεται τις εναλλακτικές πηγές ενέργειας και συμβάλλει στη μείωση των εκπομπών CO².
- Παραγωγή τροφίμων σε μικρότερο χώρο, σε μικρές μονάδες παραγωγής για σπίτια και εστιατόρια
- Παράγονται προϊόντα σε οποιαδήποτε περιοχή και με οποιεσδήποτε καιρικές συνθήκες, κάτι που μπορεί να βοηθήσει και περιοχές που δεν έχουν ευνοϊκό κλίμα.
Στην σύγχρονη εποχή ελάχιστες χώρες έχουν εκμεταλλευτεί ταοφέλη της ενυδρειοπονίας. Κάποιες από αυτές είναι : Η Αυστραλία, Το Ισραήλ, Αλλά τώρα και η Ομάδα μας στην Ελλάδα με μια πρωτοποριακή Κατασκευή !!
Η Κατασκευή μας : Smart ΗomeΑquaponics
Το πιο δύσκολο στην ενυδρειοπονία είναι να έρθει το σύστημα σε ισορροπίαώστε να συμβιώσουν στην μέγιστη παραγωγή ο συγκεκριμένος αριθμός ψαριών και φυτών σε συγκεκριμένες- σταθερές κλιματολογικές συνθήκες. Για να επιτευχθεί αυτό χρησιμοποιούμε σε αυτοματισμούς τους αισθητήρες οι οποίοι μέσω του ArduinoMega μετά από επεξεργασία και των συνδυασμό των τιμών τους διορθώνει το σύστημα όταν αντιληφθεί ότι είναι εκτός ισορροπίας ! Η αρχική ιδέα ήταν να μπορεί να μπει σε οποιοδήποτε μπαλκόνι και να μπορεί να καλλιεργεί η οικογένεια για τις καθημερινές της ανάγκες, ότι λαχανικό, φρούτο ή αρωματικό φυτό επιθυμεί για την κουζίνα της και συνάμα να εκτρέφει ψάρια .
Στο σύστημα υπάρχουν πολλοί αισθητήρες των οποίων οι τιμές καταγράφονται στην lcd οθόνη το controlpanel αλλά και αποστέλλονται σε οποιαδήποτε Android συσκευή επιθυμεί ο καλλιεργητής. Το ArduinoMega επεξεργάζεται τις τιμές αυτές και προσπαθεί μέσω κάποιων ενεργοποιητών να κρατάει συνεχώς το σύστημα σε ισορροπία.
- Έτσι αν η θερμοκρασία του νερού ή η εξωτερική θερμοκρασία ή ανέβει η υγρασία πάνω που ένα επιθυμητό όριο, τότε αυτόματα θα ανοίξουν οι ανεμιστήρες για να ρίξουν τις τιμές ειδοποιώντας του καλλιεργητή με alarm.
Το σύστημά μας είναι αυτόνομο και δουλεύει με μία μπαταρία 12 volt, που φορτίζεται από το ηλιακό πάνελ το οποίο έχει τη δυνατότητα να περιστρέφεται μόνο τού γυρνώντας πάντα προς ήλιο για μέγιστη παραγωγή ενέργειας .
- Αν πέσει το φως κάτω από μία επιθυμητή τιμή τότε θα ανοίξει λεντοταινία με φυσικό φως,ώστε να συνεχιστεί η φωτοσύνθεση των φυτών για γρηγορότερη ανάπτυξη .
- Υπάρχει όμως και η δυνατότητα να τα ρυθμίσει manual ο καλλιεργητής και από το κινητό του όπως επιθυμεί .
- Το νερό από τα ψάρια ανεβαίνει στα φυτά με μία χρόνο-προγραμματισμένη 12-βολτη αντλία και γυρνάει πίσω σε αυτά καθαρό από ένα αυτόματο σιφώνι .
- Για ασφάλεια έχει τοποθετηθεί ένας αισθητήρας υγρών σε περίπτωση βουλώματος σωλήνων, για αποφυγή υπερχείλισης και κόβει την παροχή της αντλίας.
- Πάνω στο controlpanel υπάρχει μία lcd (4×20) οθόνη και καταγράφει όλες τις ενδείξεις (τιμές και χρόνια αντλίας) . Επίσης led μας ειδοποιούν για τους ενεργοποιητές καθώς και buzzer για τα alarm
Στόχος του project είναι να παραμένει στα εργαστήρια του σχολείου μας και να γίνουν μελέτες σε βάθος χρόνου για την ενυδρειοπονία ( πάνω σε ρυθμό ανάπτυξης,είδος και πλήθος ψαριών, είδος και πλήθος φυτών,θερμοκρασίας, υγρασίας, pH κ.α.) Έχει προβλεφθεί στο μέλλον να μπουν αισθητήρες pH, οξυγόνου, ταΐστραψαριών και αυτόματο κάλυμμα σε περίπτωση βροχής.
Το πιο σημαντικό πλεονέκτημα της κατασκευής μας ήταν η διαθεματικότητα της για την οποία χρειάστηκενα συνεργαστούμε καθηγητές και μαθητές απόδιάφορους τομείς όπως: πληροφορικής, μηχανολογίας, γεωπονίας και ηλεκτρολογίας.
Τέλος, θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε θερμά το Δήμο Γαλατσίου για την πολύτιμη στήριξή του, χωρίς την οποία δεν θα μπορούσε να είχε πραγματοποιηθεί αυτό το project. Σε αγαστή συνεργασία με το 6ο Εργαστηριακό Κέντρο Αθηνών ο Δήμαρχος κ. Μαρκόπουλος και ο κ. Κορρές Ιωάννης, παρείχαν την απαραίτητη και άμεση οικονομική, ηθική και τεχνική ενίσχυση που απαιτείτο για την ολοκλήρωση του έργου. Ιδιαίτερη μνεία θα πρέπει να γίνει στους αφανείς ήρωες αυτης της προσπάθειας, τους εκπαιδευτικούς, τους μαθητές και τους συντηρητές του σχολείου που συμμετείχαν και συνεργάστηκαν στο πρόγραμμα.
