Aplikasi teknologi (2.5): Reka bentuk akuaponik

2.5.1Maksud akuaponik dan reka bentuk akuaponik

Akuaponik berasal daripada Peradaban Aztec di Mexico, yang mengamalkan sistem pertanian Chinampa (pertanian atas air cetek). Hari ini akuaponik boleh menjadi hobi, perniagaan atau landskap di rumah, sekolah dan bangunan besar.

A. Maksud akuaponik

Tiga unsur penting ialah ikan, tanaman dan bakteria. Ketiga-tiganya saling menguntungkan, iaitu simbiosis mutualisme:

• ikan mengeluarkan sisa makanan yang mengandungi ammonia dan kotoran bagi tanaman;
• bakteria menapis dan mengubah ammonia menjadi nitrat, iaitu zat yang menjadi baja kepada tanaman;
• tanaman menyerap nitrat dan menyalurkan oksigen serta air yang bebas ammonia kepada ikan.

Tujuan akuaponik

• Mengekalkan kualiti air dan mengurangkan kadar ammonia supaya air boleh dimanfaatkan oleh organisma lain.
• Menjimatkan ruang.
• Menghasilkan dua jenis makanan serentak: tanaman dan ternakan (ikan).

B. Sistem kitaran akuaponik

Air dari kolam ikan yang kaya bahan organik disalurkan ke media penanaman, diserap oleh tanaman, lalu air yang sudah jernih dikitar semula ke kolam. Ikan menghasilkan ammonia dan urea yang kaya nutrien, manakala bahan tanah atau lumpur di dasar kolam juga boleh membaja tanaman.

C. Akuaponik secara takungan dan kitaran

Rajah 2.5.1 hingga 2.5.3: buku teks Reka Bentuk dan Teknologi Tingkatan 2, ms. 119–120.

D. Reka bentuk sistem akuaponik

Ada tiga model hidroponik yang sesuai digunakan:

1. Sistem Raft (rakit)

Tanaman diletakkan terus di atas permukaan air menggunakan stereofoam atau span, sehingga akar terendam di dalam air. Akar menyerap nutrien organik secara langsung, jadi tumbuhan membesar lebih cepat berbanding sistem lain.

2. Sistem Ebb & Flow (pasang surut)

Menggunakan loceng sifon yang mengalirkan air dari media penanaman apabila air sudah memenuhi media itu. Loceng sifon bekerja seperti pelampung pada tangki simbah, tetapi pelampung berhenti mengalir apabila penuh, sedangkan loceng sifon mengeluarkan air apabila penuh. Buku teks menyifatkannya sebagai sistem yang sederhana jika dibandingkan dengan sistem Raft dan NFT.

3. Sistem NFT (Nutrient Film Technique)

Seperti Raft tetapi tanpa media penanaman; akarnya hanya menyentuh lapisan nipis air yang mengalir. Air tidak boleh bertakung dan mesti mengalir dengan cepat. Kelebihannya, air yang digunakan sedikit.

Rajah 2.5.4 hingga 2.5.6: buku teks Reka Bentuk dan Teknologi Tingkatan 2, ms. 121–122.

2.5.2Kelebihan reka bentuk sistem akuaponik

2.5.3Komponen akuaponik

Enam komponen utama: tangki ikan, bekas tanaman, media tanaman, sistem perpaipan, pam air dan penapis.

Foto: buku teks Reka Bentuk dan Teknologi Tingkatan 2, ms. 124.

2.5.4Melakar reka bentuk sistem akuaponik bermaklumat

Lakaran reka bentuk menunjukkan komponen utama yang menjadi asas pembinaan. Murid membuat lakaran 2D atau 3D mengikut kreativiti dan inovasi sendiri, dilengkapi maklumat: komponen utama, prinsip dan elemen reka bentuk yang digunakan.

Contoh reka bentuk dalam buku teks: Raft dalam akuarium, Ebb & Flow, NFT dan reka bentuk bertingkat (Raft bertingkat) (ms. 126).

Rajah: buku teks Reka Bentuk dan Teknologi Tingkatan 2, ms. 137.

2.5.5Menganalisis lakaran reka bentuk sistem akuaponik

Lakaran dianalisis dari segi elemen dan prinsip reka bentuk. Dalam bab ini ada 8 elemen dan 10 prinsip.

2.5.6Membina model reka bentuk sistem akuaponik

Model ialah persembahan ringkas yang menyerupai produk sebenar; saiz dan bahannya tidak semestinya sama. Model boleh dibina daripada bahan buangan seperti kertas surat khabar yang direndam dan dihancurkan (paper mache), kotak, polisterin, kain, mancis, ranting kayu, span dan gam.

Foto: buku teks Reka Bentuk dan Teknologi Tingkatan 2, ms. 130.

Sepuluh langkah membina model (ms. 131–132)

1. Sediakan alatan: pemotong paip beroda, mesin gerudi tangan dan set hole saw.
2. Sediakan komponen dan bahan: paip PVC, glu PVC, bahan penyambung.
3. Buat pemasangan kerangka mengikut ukuran dalam lakaran.
4. Sediakan bekas penanaman (paip PVC besar atau gully).
5. Buat lubang dengan gerudi dan hole saw untuk meletakkan pasu kecil.
6. Buat pemasangan sistem perpaipan air.
7. Pasang sambungan paip untuk saluran air masuk dan keluar antara bekas tanaman dengan tangki.
8. Letakkan tangki ikan pada kerangka dan pasang pam dengan sistem perpaipan.
9. Susun pasu kecil dalam lubang; pastikan model sama seperti lakaran.
10. Isi tangki dengan air dan uji sistem; pastikan tiada kebocoran.

2.5.7Menilai model reka bentuk sistem akuaponik

Penilaian dibuat berdasarkan lima kriteria (ms. 133):

Senarai semak penilaian menggunakan skala 1 = sangat lemah, 2 = lemah, 3 = memuaskan, 4 = baik (ms. 140).

2.5.8Mencadangkan penambahbaikan yang lebih efisien

1. Selepas pelanggan setuju dengan arah tuju, pereka menambah baik reka bentuk (berdasarkan permintaan pelanggan, kaji selidik, sumber asli dan elemen estetika).
2. Pereka mempersembahkan perubahan untuk perbincangan, input dan kelulusan pelanggan.
3. Ujian reka bentuk (pengesahan standard dan ujian penggunaan) mungkin menyebabkan pembaikan; pereka membentangkan pembaikan tambahan untuk persetujuan.
4. Perbincangan prapengeluaran dengan pakar lain (pembuat model, pengeluar, jurutera, pengatur cara).
5. Reka bentuk akhir dipersetujui.

Projek: laporan reka bentuk akuaponik

Mengira kos pengeluaran projek (ms. 139)