project - EIP-AGRI Operational Group
SMARTAP_Aquaponic Smart: small and medium farm model of economic improvement, environmental sustainability, monitoring and simplified big dates manage
SMARTAP_Acquaponica Smart: modello di miglioramento economico piccola/media azienda agricola, sostenibilità ambientale, monitoraggio e gestione semplificata big data
Objectives
Optimize an efficient work protocol, for small and medium farms, of aquaponics installed in a greenhouse that is able to define the best balance between vegetable and fish species;
Valorise important vegetal species that have been forgotten;
Use a work model sustainable both for an energetic and for an economic point of view (minimize the costs and increase the yields);
Develop a work model usable also for a farmer manager with a few available time (by automate as much operations as possible) and to provide a monitoring system of the main parameters to have a 24/24 hours check and advise system if something is not going to work.
Objectives
Ottimizzare un efficiente protocollo di lavoro per piccole e medie aziende agricole con impianti di acquaponica su serra in grado di ottenere il miglior equilibrio tra specie vegetali e pesci; Valorizzare specie vegetali dimenticate (specie fitoalimurgiche); Utilizzare un modello di lavoro sostenibile sia dal punto di vista energetico, ambientale ed economico (al fine di minimizzare i costi e massimizzare le rese produttive); Sviluppare un modello di lavoro utilizzabile anche da agricoltori con poco tempo a disposizione (grazie alla massima automazione delle operazioni possibili) e sviluppare un sistema di monitoraggio in continuo in grado di avvisare su smartphone eventuali problematiche.
Activities
Coordination activity for the inclusion of vegetable species in the aquaponic system:
- Development of a management protocol of the vegetable species;
- Monitoring activity for the conversion from a pilot plant in a productive plant;
- Monitoring of the vegetable and water parts;
- SmartAPP developing;
- Pilot plant/auxiliary productive achievement;
- Conversion of the Pilot plant productive into a production facility;
- Production facility achievement;
- Vegetable seeds harvesting and sowing in nurseries;
- Plant and Fish species insert;
- Starting the productive activity;
- Making a short supply chain;
- Making a operative protocol for the short supply chain.
Activities
Le principali attività previste con il progetto SmartAP sono:
- Coordinamento attività di inserimento specie vegetali nel sistema di acquaponica;
- Sviluppo protocollo gestione specie vegetali;
- Sviluppo Protocollo per la conversione da impianto pilota ad impianto produttivo;
- Monitoraggio parte vegetale e ittica impianto;
- Sviluppo APP monitoraggio;
- Conversione impianto da pilota a produttivo;
- Raccolta sementi e propagazione;
- Inserimento sepcie vegetali e ittiche;
- Inizio attività produttiva;
- Sviluppo filiera corta;
- Sviluppo protocollo filiera corta con impianti di acquaponica.
Project details
- Main funding source
- Rural development 2014-2020 for Operational Groups
- Rural Development Programme
- 2014IT06RDRP014 Italy - Rural Development Programme (Regional) - Veneto
Ort
- Main geographical location
- Treviso
- Other geographical location
- Padova
EUR 183 237.00
Total budget
Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.
10 Practice Abstracts
Recommendations for research institutes
- Develop interdisciplinary research projects to deepen knowledge of the biological, chemical and physical processes involved in aquaponics and to improve existing technologies and practices.
- Working with farms and public bodies to identify key challenges and opportunities in the aquaponics sector
Raccomandazioni per gli istituti di ricerca
- Sviluppare progetti di ricerca interdisciplinari per approfondire la conoscenza dei processi biologici, chimici e fisici coinvolti nell'acquaponica e per migliorare le tecnologie e le pratiche esistenti.
- Collaborare con le aziende agricole e gli enti pubblici per identificare le principali sfide e opportunità nel settore dell'acquaponica
Recommendations for farms 2
Pest control: the company should constantly monitor the aquaponics system to prevent and control the presence of parasites or diseases both in terms of the plant part and for the animal part. The use of chemicals should be avoided, preferring natural remedies such as the use of useful insects (biological fight) or otherwise rely mainly on prevention methods;
Marketing: the company should strategically plan the marketing of aquaponics products very accurately, finding appropriate sales channels, such as local markets, organic food shops or restaurants or at best enter a production chain. The choice of selling price should take into account production costs, value added and competition;
Sustainability: The farm, starting the path of production in aquaponics, should follow the principles of sustainability, which guide precisely the model of aquaponics. In our opinion, the company should adopt general methodologies and dynamics that guide it towards both environmental and economic sustainability.
In general, starting a farm in aquaponics requires a significant effort in terms of effort and cost, but can be very rewarding. With training, accurate planning, careful management of the system, the company can achieve high quality products in a sustainable and responsible way.
Raccomandazioni per aziende agricole 2
Controllo dei parassiti: l'azienda dovrebbe monitorare costantemente il sistema di acquaponica per prevenire e controllare la presenza di parassiti o malattie sia per quanto riguarda la parte vegetale sia per la parte animale. L'uso di prodotti chimici dovrebbe essere evitato, preferendo rimedi naturali come l'utilizzo di insetti utili (lotta biologica) o comunque basarsi principalmente su metodi di prevenzione;
Commercializzazione: l'azienda dovrebbe pianificare strategicamente la commercializzazione dei prodotti dell'acquaponica in modo molto accurato, trovando canali di vendita adeguati, come mercati locali, negozi di prodotti biologici o ristoranti o nel miglior caso entrare in una filiera di produzione. La scelta del prezzo di vendita dovrebbe tener conto dei costi di produzione, del valore aggiunto e della concorrenza;
Sostenibilità: L’azienda agricola, iniziando il percorso della produzione in acquaponica, dovrebbe seguire quelli che sono i principi della sostenibilità, che guidano appunto il modello dell’acquaponica. A nostro avviso l’azienda dovrebbe adottare metodologie e dinamiche generali che la guidino verso un percorso di sostenibilità tanto ambientale come economica.
In generale, l'avvio di un'azienda agricola in acquaponica richiede un impegno significativo in termini di sforzo ed economici, ma può essere infine molto gratificante. Con la formazione, la pianificazione accurata, la gestione oculata del sistema, l'azienda può ottenere prodotti di alta qualità in modo sostenibile e responsabile.
Recommendations for farms 1
Companies that decide to take the path of cultivation in aquaponics must definitely follow these recommendations:
Training: the company must acquire specific knowledge and skills on aquaponics that are fundamental for the success of the company and the specific project. The company should participate in specific training courses or workshops. Training courses are usually based on experience with aquaponics and are therefore always reliable. It is however recommended to study books on the subject or material online;
Design: The company should develop an accurate aquaponics plant design. This includes the choice of the size of the plant, the selection of plant species to be cultivated and fish to be bred, the choice of materials for the construction of the plant, the choice of filtering system and feeding systems;
Species selection: it is important to select the species of plants and fish best suited to local environmental conditions and plant specifications. In general, as demonstrated in this project, green leafy vegetables and fish such as carp are suitable for most aquaponics systems.
Water management: water is the main element of the system; therefore, it is important to manage it wisely. The company must monitor the quality, temperature and pH, and ensure that the water is clean and adequately oxygenated. It is advisable to use sensors specifically designed for this type of systems and that possibly can control them from a single platform, thus facilitating monitoring.
Raccomandazioni per aziende agricole 1
Le aziende che decidano di intraprendere la strada della coltivazione in acquaponica devono sicuramente attenersi a queste raccomandazioni:
Formazione: l’azienda deve acquisire conoscenze e competenze specifiche sull'acquaponica fondamentali per il successo dell'impresa e del progetto specifico. L'azienda dovrebbe partecipare a corsi di formazione o workshop specifici. Normalmente i corsi di formazione derivano da esperienze già fatte in materia di acquaponica quindi risultano sempre attendibili. Si raccomanda comunque di studiare libri sull’argomento o materiale online;
Progettazione: l'azienda dovrebbe sviluppare un progetto accurato dell'impianto di acquaponica. Ciò include la scelta delle dimensioni dell'impianto, la selezione delle specie vegetali da coltivare e ittiche da allevare, la scelta dei materiali per la costruzione dell'impianto, la scelta del sistema di filtraggio e dei sistemi di alimentazione;
Selezione delle specie: è importante selezionare le specie di piante e di pesci più adatte alle condizioni ambientali locali e alle specifiche dell'impianto. In generale, come dimostrato in questo progetto, le verdure a foglia verde e i pesci come la carpa sono adatti alla maggior parte dei sistemi di acquaponica.
Gestione dell'acqua: l'acqua è l'elemento principale dell’impianto; quindi, è importante gestirla in modo oculato. L'azienda deve monitorare la qualità, la temperatura e il pH, e assicurarsi che l'acqua sia pulita e ossigenata adeguatamente. È consigliabile che si serva di sensoristica studiata specificatamente per questo tipo di impianti e che possibilmente possa controllarli da una sola piattaforma, facilitando così il monitoraggio;
Recommendations for public administration
- introduce tax incentives and subsidised financing for the establishment and modernisation of aquaponics facilities, so as to facilitate their dissemination;
- Facilitate access to technical advice and support for the design of aquaponics facilities, through the creation of competence centres and the promotion of networks of experts;
- To establish and regularly update guidelines and standards for the design, construction and operation of aquaponics facilities, so as to ensure the quality and safety of the products obtained;
- more specific regulation of the off-soil sector with particular attention to aquaponics;
- Evaluate the possibility of recognizing the aquaponics product as BIO because the processing methodology requires a more stringent protocol than BIO in the field due to the coexistence of plants and fish in the system. In fact, it is not possible to perform phytosanitary treatments to plants as harmful to fish and vice versa it is not possible to perform antibiotics to fish as they could leave residues in the plant component;
- To promote the development of business networks enabling producers of aquaponics to meet, process and sell products.
Raccomandazioni per pubblica amministrazione
- Introdurre incentivi fiscali e finanziamenti agevolati per la creazione e l'ammodernamento di impianti acquaponici, in modo da favorirne la diffusione;
- Agevolare l'accesso a consulenze tecniche e supporto per la progettazione di impianti acquaponici, attraverso la creazione di centri di competenza e la promozione di reti di esperti;
- Stabilire e aggiornare periodicamente linee guida e standard per la progettazione, la costruzione e la gestione di impianti acquaponici, in modo da garantire la qualità e la sicurezza dei prodotti ottenuti;
- Normare in modo più specifico il settore del fuorisuolo con particolare attenzione all’acquaponica;
- Valutare la possibilità di riconoscere il prodotto d’acquaponica come BIO in quanto la metodologia di lavorazione impone un protocollo più stringente rispetto a BIO in campo dovuto alla coesistenza di piante e pesci nello sistema. Infatti non è possibile eseguire trattamenti fitosanitari alle piante in quanto nocivi peri i pesci e viceversa non è possibile eseguire antibiotici ai pesci in quanto potrebbero lasciare residui nella componente vegetale;
- Promuovere lo sviluppo di reti di impresa che permettano l’incontro di produttori di acquaponica, trasformazione e vendita prodotti.
General recommendations
- Promote awareness of aquaculture as a sustainable solution for agriculture and aquaculture, highlighting environmental and economic benefits;
- Foster collaboration between experts in different fields, such as agriculture, aquaculture, technology and environmental science, to develop innovative and customized solutions for each context;
- Encourage the training and continuous updating of operators in the aquaponics sector to ensure the application of best available practices and technologies.
Raccomandazioni generali
- Promuovere la consapevolezza dell'acquaponica come soluzione sostenibile per l'agricoltura e l'acquacoltura, evidenziando i benefici ambientali ed economici;
- Favorire la collaborazione tra esperti di settori diversi, come agricoltura, acquacoltura, tecnologia e scienze ambientali, per sviluppare soluzioni innovative e personalizzate per ogni contesto;
- Incentivare la formazione e l'aggiornamento continuo degli operatori nel settore dell'acquaponica, per garantire l'applicazione delle migliori pratiche e tecnologie disponibili.
Conclusions 3
With the SmartAP project, it was also shown that system optimization for vertical farming can increase production by 42% compared to a mixed layout like the one tested, significantly lowering the break-even price and allowing the adoption of different sales strategies. To be evaluated eventually also a transformation of the product because despite the additional costs can ensure an interesting mark-up and expand the sales area thanks to the possible shipment.
These systems are also replicable and scalable, however, it is necessary to define beforehand a careful business plan, supported by market analysis, that identifies the best products, producible quantities and costs. A possible evaluation of work in the mode of supply chain could represent an additional opportunity to encourage the reduction of some production costs such as the processing of the product and propose greater quantities of plants while maintaining the typical quality of these systems. The products derived in any case, as reported in the literature, deserve to be valued with a price at least equal to an organic product.
In conclusion, the Acquaponica Smart project has shown how aquaponics can be a valid solution to improve the economic performance and environmental sustainability of small and medium-sized farms. The adoption of innovative technologies and the optimization of production practices are key elements for the success of this strategy, which can be replicated and adapted to different territorial and production realities.
Conclusioni 3
Con il progetto SmartAP, si è dimostrato inoltre che l'ottimizzazione del sistema per il vertical farming può aumentare la produzione del 42% rispetto ad un layout misto come quello testato, abbassando significativamente il prezzo di pareggio e permettendo l'adozione di diverse strategie di vendita. Da valutare eventualmente anche una trasformazione del prodotto in quanto nonostante le spese aggiuntive può garantire un ricarico interessante e ampliare l’areale di vendita grazie alla possibile spedizione.
Questi sistemi risultano inoltre replicabili e scalabili, tuttavia, è necessario definire preliminarmente un attento business plan, supportato da analisi di mercato, che identifichi i migliori prodotti, le quantità producibili e i costi. Una possibile valutazione di lavoro in modalità di filiera potrebbe rappresentare un’ulteriore opportunità per favorire l’abbattimento di alcuni costi di produzione come la trasformazione del prodotto e proporre maggiori quantità di vegetali mantenendone la qualità tipica di questi sistemi. I prodotti derivabili in ogni caso, come riportato in letteratura, meritano di essere valorizzati con una quotazione almeno pari ad un prodotto biologico.
In conclusione, il progetto Acquaponica Smart ha dimostrato come l'acquaponica possa rappresentare una soluzione valida per migliorare le prestazioni economiche e la sostenibilità ambientale di piccole e medie aziende agricole. L'adozione di tecnologie innovative e l'ottimizzazione delle pratiche produttive sono elementi chiave per il successo di questa strategia, che può essere replicata e adattata a diverse realtà territoriali e produttive.
Conclusions 2
The project also explored the possibility of cultivating phyto-surgical species in aquaponics systems. The results suggest that this is possible. The most performing species was the Allium schoenoprasum which ended the production cycle in all the systems of cultivation above ground present in the company (floating system, media bed and vertical system), but achieving the best results in terms of height, SPAD index and weight in the floating system. Silene, unlike chives, has not completed its production cycle in the floating system, however, reaching positive values in the other two systems in the company. The results obtained could be attributed to the general characteristics of the species, Silene adapts in fact to looser and arid soils, chives prefer moist and rich soils instead.
Many consider the idea of growing wild and aromatic herbs in hydroponic systems a profitable alternative, the inclusion of these species can enhance the system and in turn the system can enhance these species.
The dissemination activities carried out by the project have allowed a first enhancement of the alimurgiche plant species, with the promotion of events dedicated to the rediscovery of their nutritional and culinary properties. Finally, dissemination campaigns, workshops and training courses aimed at farmers have allowed to spread the knowledge acquired and promote the adoption of sustainable models of aquaponics in small and medium-sized farms.
Conclusioni 2
Il progetto ha anche esplorato la possibilità di coltivare specie fitoalimurgiche nei sistemi di acquaponica. I risultati ottenuti suggeriscono che questo è possibile. La specie più performante è risultata essere l’Allium schoenoprasum che ha concluso il ciclo produttivo in tutti i sistemi di coltivazione fuori suolo presenti in azienda (floating system, media bed e vertical system), raggiungendo però i migliori risultati in termini di altezza, indice SPAD e peso nel floating system. La Silene, a differenza dell’erba cipollina, non ha concluso il suo ciclo produttivo nel floating system raggiungendo però valori positivi negli altri due sistemi presenti in azienda. I risultati ottenuti potrebbero essere imputati alle caratteristiche generali delle specie, Silene si adatta infatti a terreni più sciolti e aridi, l’erba cipollina predilige invece terreni umidi e ricchi.
Molti considerano l’idea di coltivare erbe spontanee e aromatiche nei sistemi idroponici un’alternativa redditizia, l’inserimento di queste specie può valorizzare il sistema e a sua volta il sistema può valorizzare queste specie.
Le attività divulgative svolte dal progetto hanno permesso una prima valorizzazione delle specie vegetali alimurgiche, con la promozione di eventi dedicati alla riscoperta delle loro proprietà nutrizionali e culinarie. Infine, le campagne di disseminazione, i workshop e i corsi di formazione rivolti agli imprenditori agricoli hanno permesso di diffondere le conoscenze acquisite e promuovere l'adozione di modelli sostenibili di acquaponica nelle piccole e medie aziende agricole.
Conclusions 1
The main objective of the Acquaponica Smart project was to improve the economic performance of small and medium-sized farms through a sustainable and replicable model of aquaponics, based on the optimization of experimental techniques and the use of innovative technologies for data monitoring and management.
The activities carried out during the project have shown how it is possible to achieve an effective balance between plant and fish species, ensuring sustainable and quality production. The implementation of sensor-based monitoring systems, cloud databases and smartphone applications have simplified plant management and allowed constant control of key parameters.
Moreover, the energy sustainability of the plants has been enhanced thanks to the use of solutions such as heating from ThermoCompost and the installation of photovoltaic systems. These and other choices have helped reduce the environmental impact of production activities and improve the energy efficiency of the facilities.
Conclusioni 1
Il progetto Acquaponica Smart ha avuto come obiettivo principale il miglioramento delle prestazioni economiche delle piccole e medie aziende agricole attraverso un modello sostenibile e replicabile di acquaponica, basato sull'ottimizzazione delle tecniche sperimentali e l'utilizzo di tecnologie innovative per il monitoraggio e la gestione dei dati.
Le attività svolte nel corso del progetto hanno dimostrato come sia possibile raggiungere un equilibrio efficace tra le specie vegetali e ittiche, garantendo una produzione sostenibile e di qualità. L'implementazione di sistemi di monitoraggio basati su sensori, database cloud e applicazioni per smartphone hanno semplificato la gestione degli impianti e permesso un controllo costante dei parametri fondamentali.
Inoltre, la sostenibilità energetica degli impianti è stata potenziata grazie all'impiego di soluzioni come il riscaldamento da ThermoCompost e l'installazione di sistemi fotovoltaici. Queste ed altre scelte, hanno contribuito a ridurre l'impatto ambientale delle attività produttive e a migliorare l'efficienza energetica delle strutture.
The SmartAP Project aims to improve the economic performance of small and medium-sized farms as well as the revaluation of phytoalimurgical plant products through a sustainable and replicable model of aquaponics.
The main activities of the project have been completed, which included the optimization of experimental techniques to find the best balance between plant and fish species, as well as the transfer to the production phase.
Both farms were equipped with an aquaponic system, which included a greenhouse with tanks dedicated to fish species and growth beds for crops. Furthermore, particular attention was paid to the energy sustainability of the systems, heating the sensitive parts through the use of ThermoCompost and supplying the necessary electricity via a photovoltaic solar system.
To facilitate the monitoring of the fundamental parameters of the plant, we have installed a monitoring system which, through the use of sensors, cloud databases and a dedicated smartphone application, has made it possible to constantly monitor all the necessary and vital parameters in a aquaponics.
The project has also devoted much effort to studying phytoalimurgical essences; in fact, during the production phase we successfully transformed some of these plant species, finding products that can be adequately revalued on the market.
Finally, dissemination campaigns of the project were successfully carried out through events, workshops and training courses aimed at entrepreneurs of small and medium-sized farms, with the aim of promoting the adoption of sustainable and replicable models such as the one we developed.
Il GO SmartAP ha come obiettivo il miglioramento delle prestazioni economiche delle piccole e medie aziende agricole nonché la rivalorizzazione di prodotti vegetali fitoalimurgici attraverso un modello sostenibile e replicabile di acquaponica.
Sono state completate le attività principali del progetto, che includevano l'ottimizzazione di tecniche sperimentali per trovare il miglior equilibrio tra specie vegetali ed ittiche, nonché il trasferimento nella fase produttiva.
Entrambe le aziende agricole si sono dotate di un impianto di acquaponica, che comprendeva una serra con vasche dedicate alle specie ittiche e letti di crescita per le coltivazioni. Inoltre, è stata dedicata attenzione alla sostenibilità energetica degli impianti, riscaldando le parti sensibili con ThermoCompost e fornendo l’energia elettrica necessaria tramite un sistema fotovoltaico.
Per facilitare il monitoraggio dei parametri fondamentali dell'impianto, abbiamo installato un sistema di monitoraggio, che attraverso l'utilizzo di sensori, database cloud ed un’applicazione per smartphone dedicata ha permesso di monitorare costantemente tutti i parametri necessari e vitali in un sistema di acquaponica.
Il progetto si è dedicato anche a studiare le essenze fitoalimurgiche; infatti, durante la fase produttiva abbiamo trasformato con successo alcune di queste specie vegetali, trovando prodotti che possono essere rivalorizzati nel mercato.
Sono state infine condotte con successo campagne di disseminazione del progetto attraverso eventi, workshop e corsi di formazione rivolti agli imprenditori di piccole e medie aziende agricole, con l'obiettivo di promuovere l'adozione di modelli sostenibili e replicabili come quello da noi sviluppato.
In the first phase of the project, the website was created and the project was added to the various social networks, facebook, Instagram and the innovative Agrinnovation ("Agri"social network). The six-monthly news-letter has also been scheduled with updates on the progress of the project. The project presentation meeting was organized and was attended by authorities, local farmers and companies interested in the project. The technical drawings of the plant were also created at this stage through meetings with the whole GO, these drawings concern the greenhouse, the hydraulic system, the tanks, the electrical systems, the water supplies and all the plants in general. Part of the materials necessary for the construction of the greenhouse were also purchased. The prototypes of the vertical cultivation systems were made and the most appropriate variant was selected. Together with the partners, the plant and fish species have been selected which will be included in the productive-experimental system. Based on the selected species, some products have been evaluated that could be brought to national and international markets, currently the study and business plan are under construction phase. The SmartAP protocol has also been optimized.
Nella prima parte del progetto è stato creato il sito web e aggiunta la pagina nei vari social network Facebook, Instagram e Agrinnovation (il primo social network dedicato al agricoltura). E' stata redatta la prima newsletter nella quale sono stati descritti i progressi del progetto. Il progetto è stato presentato al pubblico, alle autorità, alle aziende agricole e agli interessati del settore.
La versione esecutiva del impianto è stata definita grazie agli incontri organizzativi del GO e concretizzata in un progetto 2D e 3D del sistema di acquaponica. In particolare è stato progettato l'impianto idraulico, elettrico, l'aerazione delle vasche, il dimensionamento degli spazi e dei volumi d'acqua necessari. Particolare attenzione è stata dedicata alla tipologie di specie vegatali da inserire al fine di ottimizzare le modalità di coltivazione in funzione delle esigenze delle piante. Infine è stato redatto un business plan, al fine di valutare tutti i prodotti vendibili con il sistema di acquaponica in progetto e i servizi uniti ad un calcolo economico di costi e ricavi al fine di fare una prima previsione di marginalità potenziale.
Contacts
Project coordinator
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Moretto Johnny
Project coordinator
Project partners
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Impresa Verde Treviso e Belluno S.r.l.
Project partner
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Istituto Agrario I.S.I.S.S. “Domenico Sartor”
Project partner
-
Università di Padova UNIPD (dipartimento DAFNAE)
Project partner
-
“Radici Azzurre” Società Agricola S.S.
Project partner