Acuaponía

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"La acuicultura es actualmente el sector de producción de alimentos para animales de más rápido crecimiento y pronto suministrará más de la mitad de los productos del mar del mundo para consumo humano". ^[1] Se ha utilizado en muchas culturas diferentes, principalmente para la producción de alimentos y la eliminación de desechos tóxicos, como los producidos en los vertederos. ^[2] Para tratar estas aguas residuales se han utilizado diferentes tipos de bacterias y algas (como el alga Gracilaria birdiae). ^[3] La acuaponía es una parte emergente de la acuicultura que utiliza la interacción natural entre bacterias, peces y plantas para transformar los desechos en agua limpia.

¿Qué es la acuaponía?

La acuaponía es un método de producción de alimentos que integra la acuicultura con la hidroponía . Esta relación simbiótica facilita un sistema sostenible con pocos aportes necesarios. Se acumulan bacterias buenas que luego convierten las toxinas producidas por los desechos del pescado en nutrientes utilizados por las plantas. Al absorber estos nutrientes, las plantas filtran el agua, dando a los peces un entorno habitable. Este ciclo ayuda a mantener el tanque en buen estado tanto para los peces como para las plantas.

Producir alimentos con este método es lo más orgánico posible. Con esta configuración, no hay necesidad de fertilizante porque los desechos de pescado son todo lo que se necesita para que las plantas crezcan. Los herbicidas tampoco son necesarios porque no se utiliza tierra para cultivar las plantas e incluso podrían ser perjudiciales para los peces. Este sistema es especialmente bueno para áreas con mala calidad del suelo, ya que no es responsable de proporcionar nutrientes a las plantas. Podrás cultivar grandes cantidades de plantas en superficies pequeñas, sin necesidad de una gran cantidad de terreno. La acuaponía es una excelente manera de cultivar de manera sostenible pescado y vegetales frescos para una familia, alimentar a una aldea o generar ganancias en un volumen de cultivo comercial. Sin mencionar el hecho de que usted puede producir su propia cena y guarnición en un solo sistema. ¡Lo mejor es que cuando tus peces crezcan lo suficiente, podrás comértelos! ^[4]

Historia

La acuaponía ha resurgido recientemente en popularidad, ^[5] sin embargo, esta obra maestra de la ingeniería y la biología fue empleada por primera vez por civilizaciones antiguas ^[6] Alrededor del siglo XIII, la civilización azteca fue la primera en utilizar la acuaponía. Crearon islas agrícolas complejas llamadas chinampas. Estas islas de plantas se encontraban en las aguas poco profundas del lago y estaban mezcladas con desechos animales. Esta configuración permitió al pueblo azteca aprovechar las propiedades de la acuaponía tanto para la eliminación de desechos como para el suministro de alimentos. ^[7] También se crearon policultivos en China y Tailandia, donde se colocaron peces (así como otras especies como anguilas de pantano y caracoles de estanque) en los arrozales para ayudar en la producción de las plantas y servir como otra fuente de alimento. ^[6]

¿Dónde se utiliza la acuaponía?

Desde el renovado entusiasmo por la acuaponía, países de todo el mundo han comenzado a beneficiarse; Estos países incluyen los EE.UU., los de América del Sur, muchas partes de Asia, Australia y partes de África. ^{[5] [8] [9] [10]} Incluso en las aguas salobres del desierto de Negev se han establecido sistemas acuapónicos con un éxito adecuado en el crecimiento de plantas y peces. ^[11] La mayoría de las operaciones se clasifican en una de las siguientes categorías: investigación, educación, sin fines de lucro, comerciales o aficionados privados. ^[1] Aunque la mayoría de los sistemas son de pequeña escala en este momento, el avance de la tecnología ha llevado a un "aumento constante en el número de aplicaciones comerciales, dos áreas principales de preocupación, a saber, la rentabilidad y la gestión de residuos, han estimulado el interés en la acuaponía como posible medio de aumentar las ganancias utilizando algunos de los productos de desecho". En secciones posteriores se puede encontrar una explicación más detallada de cómo se ha implementado el sistema acuapónico en estos diferentes países.

Comparación de métodos

Para comprender completamente la acuaponía, es imperativo comprender que utiliza tanto métodos de acuicultura como hidroponía para cultivar cultivos sostenibles. Al conocer los dos métodos, podrá apreciar plenamente las ventajas y desventajas de estos tres métodos agrícolas.

Acuicultura

La acuicultura es la utilización de las relaciones naturales entre plantas y animales acuáticos para obtener rendimientos múltiples de forma sostenible. ¿Cómo se logra esto? Diseñando inteligentemente, que es de lo que se trata la permacultura.

Ahora le doy la palabra a Bill Mollison, padre de la permacultura, citando el Manual de Diseño de Permacultura, Capítulo 13.2, página 459 "El caso de la acuicultura":

"Hasta las últimas décadas hemos podido capturar suficientes peces, moluscos y plantas de los sistemas acuáticos naturales. Esto ya no es así y se percibe un nuevo impulso en la creación y el cultivo de organismos en el hábitat acuático.

Las culturas acuáticas tienen una estabilidad indudable y probada desde hace mucho tiempo, y muchas han persistido sin aportes externos durante miles de años. La estabilidad y productividad de los sistemas acuícolas son superiores a los sistemas de cultivo terrestres desarrollados hasta ahora. Dados los mismos aportes de energía o nutrientes, podemos esperar entre 4 y 20 veces más rendimiento del agua que el de la tierra adyacente.

En resumen, la acuicultura es una ocupación futura estable de sociedades responsables tanto como lo son los bosques, y entre estos dos sistemas beneficiosos veremos una gran reducción de las áreas ahora dedicadas al pastoreo (nota: se refiere al pastoreo excesivo dañino) y a los monocultivos. (nota: que es básicamente un genocidio ecológico). Estas dos últimas ocupaciones son empresas cada vez menos favorecidas por la sociedad, y sus productos suponen un riesgo evidente desde cualquier punto de vista que se quiera adoptar (fiscal, sanitario, bienestar social, eficiencia energética o estabilidad general del paisaje).

La acuicultura no es más válida como monocultivo de alto uso energético que sus predecesoras históricas: las grandes explotaciones de cereales o de monocultivo. Su forma más agradable, agradable y socialmente valiosa es cuando se la encuentra como cultivo comunitario en terrazas de taro, y en su forma más deprimente como granjas intensivas de camarones o bagre de 100 hectáreas. Por lo tanto, mi actitud en todo momento es enfatizar el rendimiento y el procedimiento sensatos, pero desalentar la perspectiva del "rendimiento máximo de una especie".

Hidroponia

La hidroponía es un método para cultivar plantas en una solución de agua mineral sin tierra. Este sistema permite un método de cultivo más eficiente y equipado con menos espacio, menos mano de obra y agua. Dado que las plantas se encuentran en condiciones ideales de agua, no necesitan exceso de agua, donde normalmente se desperdicia gran parte del agua. Este tipo de sistema requiere un aporte de nutrientes.

Producción acuapónica de alimentos: cría de peces y plantas para obtener alimentos y obtener ganancias, Rebecca L. Nelson con contribuciones de John S. Pade

Diseño: características y componentes clave

Una de las características notables del sistema acuapónico es la inmensa cantidad de formas diferentes en que se puede construir. A pesar de esta diversidad, hay cinco componentes clave en cualquier configuración de acuaponía: tanque de cría, eliminación de sólidos, biofiltro, subsistema de hidroponía y un sumidero (Fig.1; ^[5] Todos estos componentes clave cumplen las siguientes funciones, "peces y producción vegetal, eliminación de sólidos suspendidos y nitrificación bacteriana ^{[1] .}

Tanque de cría: donde se crían los peces.

Hay tres tipos diferentes de técnicas de cría: cría secuencial, división del ganado y unidades de cría múltiples. Cada una de estas diferentes técnicas tiene ventajas, desventajas y requiere diseños diferentes. Por ejemplo, la cría secuencial requiere muchos grupos de peces de diferentes edades en un solo tanque. Esta configuración es menos compleja que las otras técnicas de cría. Sin embargo, puede inducir estrés en los peces que no están completamente desarrollados para el mercado cuando se capturan otros, también dificulta el seguimiento de los registros de existencias y los peces atrofiados evitan la captura. Otra técnica de cría se llama división del ganado. En la división de poblaciones, los peces se dividen en dos tanques diferentes al azar cuando el primer tanque alcanza su capacidad de carga. Aunque esta técnica ayuda a evitar la transferencia de peces atrofiados, el estrés inducido por la transferencia de los peces puede ser perjudicial para su crecimiento general. La última técnica común es un sistema con múltiples unidades de cría. En este sistema, las poblaciones comienzan a diferentes edades y se transfieren a tanques más grandes cuando los peces son lo suficientemente grandes.

Eliminación de sólidos: eliminación de residuos orgánicos de mayor tamaño.

El tipo de sistema de eliminación de sólidos depende de la cantidad de desechos orgánicos que se producen en el sistema (es decir, cuántos peces se crían y cuántas plantas se cultivan). Si hay más desechos de pescado de los que pueden mantenerse con el número de plantas en el sistema, entonces es necesario un dispositivo de eliminación de sólidos, como un tambor de microcriba.

Estos filtros intermedios ayudan a recolectar los sólidos y "facilitan la conversión de amoníaco y otros productos de desecho antes de su entrega a los vegetales hidropónicos". ^[10] Esto entra en juego en los sistemas a escala comercial y se han utilizado clarificadores (Fig. 2). El sistema clarificador recoge los sólidos en el fondo del cono. Requiere que haya peces en el tanque para alimentarse de los desechos que puedan estar cerca de la parte superior y mantener limpias las tuberías. También se colocan redes después del clarificador para atrapar el exceso de residuos orgánicos que se han escapado del clarificador. Esta red debe limpiarse una o dos veces por semana. Es importante retirar estas redes porque la acumulación de material orgánico puede provocar condiciones anaeróbicas que pueden matar a los peces. ^[5] Se requieren ciertos parámetros de calidad del agua para criar peces y plantas, incluido un pH constante, concentración de oxígeno disuelto, dióxido de carbono, amoníaco, cloro, nitrito y nitrato. ^[10] El lodo recogido de las redes se puede utilizar para fertilizar otros cultivos o, en entornos urbanos, se puede utilizar en plantas de tratamiento de aguas residuales para limpiar el agua. ^[5] En un sistema de menor escala, la eliminación de desechos puede ser innecesaria (donde hay pequeñas cantidades de peces en relación con el área de cultivo de plantas). ^[5] En estos sistemas, generalmente hay un flujo directo de agua desde el tanque de cría de peces a los "lechos de vegetales hidropónicos cultivados en grava". ^[10]

Biofiltración: utilización de bacterias.

Una parte vital del sistema de acuaponía es la eliminación del amoníaco que se excreta como producto de desecho metabólico de las branquias de los peces. ^[5] Si hay una concentración demasiado alta de amoníaco, los peces morirán. ^[5] Esto se previene mediante la nitrificación del amoníaco. Durante este proceso, el amoníaco se oxida a nitrito y luego a nitrato. La acuaponía aprovecha estas bacterias nitrificantes naturales, Nitrosomonas y Nitrobacter, que median en este proceso. ^[5]

A estas bacterias nitrificantes naturales les gusta crecer en biopelículas a lo largo de diferentes superficies. Para maximizar el crecimiento bacteriano, los biofiltros en acuaponía se construyen, más comúnmente, con arena, perlita o grava. ^{[5] [10]}

Sistema hidropónico: donde se cultivan las plantas.

También es importante reconocer estos diferentes biofiltros al hacer distinciones entre diferentes tipos de sistemas hidropónicos. En instalaciones más pequeñas, se utiliza grava debido a su beneficio de calcio para las plantas. ^[5] Este tipo de sistema necesita flujo y reflujo constante de agua. Las desventajas de este sistema incluyen la obstrucción por raíces sobrantes, el crecimiento microbiano y la falta de circulación completa del agua (la falta de flujo conduce a zonas anaeróbicas y una mala producción de plantas). ^[5] La falta de flujo también podría provocar una mala calidad del agua y la muerte de los peces. ^[10] Si el sistema de acuaponía es más grande y el flujo de agua constante no es una opción, un sistema de arena es una buena opción. ^[5] Se recomiendan gránulos de arena más grandes para evitar la obstrucción de los tubos. Si ni la arena ni la grava son una opción, la perlita es otra maravillosa opción. ^[5] Los sistemas a base de perlita son buenos si se cultivan plantas con raíces pequeñas y el productor está dispuesto a eliminar todos los sólidos antes de que entren en la parte hidropónica. Si no se hace esto, se formarán porciones anaeróbicas. ^[5]

Sumidero: recogida de agua limpia.

El sumidero es el único lugar donde se bombea agua en el sistema. Este es un buen lugar para agregar agua si el sistema ha perdido algo. ^[5]

Teoría científica: cómo funciona un sistema de acuaponía

La acuaponía es un sistema circulante que aprovecha los procesos biológicos naturales. A continuación se explica cada parte del sistema (plantas, peces, agua y bacterias):

Plantas: ¿qué necesitan y cómo crecen mejor?

En primer lugar, es importante abordar las plantas que mejor se adaptan al sistema de acuaponía. Este sistema es mejor para las plantas que tienen bajos requerimientos de nutrientes, como berros, albahaca, cebollino, espinacas, hierbas y lechuga. ^[10] Sin embargo, también se han cultivado tomates y pepinos. ^[13] Si se crean condiciones anaeróbicas debido a un flujo de agua deficiente, estas zonas también podrían provocar una falta de crecimiento de las plantas. ^[5]

Tubérculos

A pesar de crecer en un medio rocoso, como guijarros de arcilla o grava, se dice que los cultivos de raíces funcionan razonablemente bien en un sistema de acuaponía. Una breve lista de plantas que podrían cultivarse con acuaponía consistiría en lechuga, cebollino, berros, albahaca, repollo, tomates, calabazas y melones. Al principio del desarrollo de la acuaponía, se pensaba que sólo se podían cultivar cultivos de hojas. Actualmente, se han cultivado con éxito más de 60 tipos diferentes de alimentos, como lo ha intentado el Centro de Diversificación de Cultivos de Alberta, Canadá. ^[14]

Raíces invasoras

No es aconsejable plantar una especie con raíces de rápido crecimiento, como la menta. Un sistema de raíces agresivo crecerá dentro de las tuberías y superará al sistema. ^[4]

El sistema lleno de medios

Debido a que los sistemas llenos de medios son los más comunes para la producción de alimentos en el hogar, se desarrollará esta sección en lo que respecta al método lleno de medios. Muchos componentes de este método también se utilizan en sistemas de balsas y NFT. Las piezas básicas de una operación llena de medios son los lechos de cultivo, las peceras y un clarificador. Por supuesto, también se necesitan bombas individuales, mecanismos de aireación, calentador/enfriador de agua, sistemas de energía de respaldo y una variedad de plomería que utilice tuberías de PVC.

Medio de cultivo

Como medio de cultivo se puede utilizar grava, perlita o hidrotón estándar de 1/4 de pulgada (0,66 cm), un tipo de guijarro de arcilla comúnmente utilizado en hidroponía. La grava es un poco menos costosa, pero el hidrotón permite una siembra más fácil en algunos casos debido a su uniformidad.

Volumen

Un pez necesita unos 10 litros o 2,5 galones de espacio para sí mismo. Entonces, si tienes una pecera de 50 galones, puedes tener 20 peces. Sin embargo, cuanta más agua tenga, ayudará a estabilizar el sistema. El tamaño mínimo recomendado del tanque es de 250 galones o 1000 litros. El volumen del lecho de cultivo debe ser el mismo que el volumen de la pecera. ^[4] Se han creado sistemas más pequeños con distintos grados de éxito.

Sistema de lavado/llenado

Cuando se utiliza un lecho de cultivo, el medio debe inundarse y drenarse periódicamente. Hay varios métodos mediante los cuales esto se puede lograr.

Un flujo adecuado es crucial para el suministro de oxígeno a las raíces y a la colonia de bacterias. ^[4] Existen varios métodos para mover el agua desde los lechos de cultivo de regreso a la pecera. Estos incluyen un sifón de campana, un rebosadero, una válvula de inodoro o simplemente una bomba con temporizador. Se pueden utilizar muchas formas para suministrar cantidades adecuadas de agua, nutrientes y oxígeno al agua en un sistema lleno de medios. La clave es tener un caudal que haga circular el agua a través del sistema y no permita que se acumulen niveles tóxicos de amoníaco y nitritos.

Nutrientes vegetales

Dependiendo de su sistema, puede que sea necesario agregar ciertos nutrientes al agua. Hierro, calcio, magnesio, potasio y boro. Estos se pueden agregar en forma quelada al agua aproximadamente cada tres semanas. Complementar la acuaponía con lombricultura , como se describe anteriormente , puede evitar esta necesidad.

Friendly Aquaponics ha elaborado una guía para identificar las deficiencias de nutrientes en las plantas

Pescado: requisitos para una mejor producción pesquera

Ciertos peces son mejores porque son más tolerantes a los cambios. La tilapia es el pescado más utilizado en el sistema. ^{[10] [5]} Los peces que se han incluido en el sistema incluyen "tilapia, trucha, perca, trucha ártica y lubina... la tilapia es tolerante a las condiciones fluctuantes del agua, como el pH, la temperatura, el oxígeno y los sólidos disueltos". ^[10] Es importante monitorear estas diferentes condiciones mencionadas anteriormente (amoníaco, nitrito, nitrato, pH, oxígeno disuelto, dióxido de carbono) para garantizar la mayor tasa de crecimiento de los peces. ^[10] Estas condiciones pueden medirse directa o indirectamente a través de la "densidad de población de los peces, la tasa de crecimiento de los peces, la tasa de alimentación y el volumen". ^[10]

Pescado como alimento

Dependiendo del clima en el que vivas, lo mejor es utilizar peces autóctonos de tu zona. Esto permite dedicar la menor cantidad de energía a calentar o enfriar las peceras. También se recomienda elegir una raza de peces resistente que pueda sobrevivir a las fluctuaciones en la calidad o temperatura del agua. Tenga en cuenta que algunos peces se comen a sus compañeros cuando crecen y deben separarse en tanques separados. ^[4]

Alimentación

El alimento para peces es el principal insumo de un sistema acuapónico, por lo que la elección del alimento es crucial para la sostenibilidad. ^[14]

Hay varias opciones para proporcionar alimento a sus peces. La mayoría de los sistemas podrían combinar ventajosamente varios de estos:

• Alimento para peces en pellets . Puede alimentar a sus peces con un alimento en pellets de alta calidad hecho de pescado y soja. Esta es la forma más común y mejor probada de alimentar a los peces en sistemas acuapónicos, pero tiene la desventaja de requerir un aporte externo constante, lo que aumenta considerablemente el costo de funcionamiento del sistema. Se pueden utilizar las siguientes opciones para acercar el sistema a un sistema de circuito completamente cerrado.
• Algas . Las algas crecerán endémicamente en casi cualquier cuerpo de agua estancada y proporcionarán algo de alimento a los peces. Colocar una malla de plástico (como una caja de fruta vacía) en su pecera proporciona una superficie para que crezcan las algas. Lamentablemente, incluso en las mejores circunstancias, es difícil satisfacer plenamente las necesidades alimentarias de los peces sólo con algas.
• Se puede producir alimento para peces en los lechos de cultivo, si la raza de peces elegida come verduras de hojas verdes.
• La lenteja de agua también es una excelente opción, ya que se puede cultivar en la superficie de un tanque auxiliar, luego se cosecha y se congela según sea necesario. ^[4] La lenteja de agua crece rápidamente, tiene un alto contenido de proteínas y nutrientes para los peces, y existe una especie que se adapta a la mayoría de los climas. Además, la lenteja de agua absorbe amoníaco, un subproducto del pescado, proporcionando un alimento rico en proteínas que se puede alimentar a ciertos tipos de peces. ^[15]
• Gusanos . Algunas personas practican la lombricultura junto con la acuaponía. Esto permite que las partes no comestibles de los cultivos (u otros desechos orgánicos que tengas a mano, como cortes de césped o lo que sea) se alimenten a las lombrices. Luego se pueden alimentar a los peces con los gusanos. El abono producido en la lombricultura se puede utilizar para cultivar plantas fuera del sistema acuapónico o se puede utilizar para preparar té de abono que se puede agregar al elemento hidropónico del sistema. Esto diversifica los nutrientes que reciben las plantas, especialmente el boro que de otro modo podría faltar.

Guardería

Aunque se pueden comprar alevines, no es necesario que sean la única fuente para poblar las peceras. Para continuar con la idea de un sistema de circuito cerrado, se puede instalar un tanque de cría y facilitar el apareamiento para que la población de peces se sostenga por sí misma. En algunos casos, es importante trasladar a las crías a un tanque separado porque los adultos se las comerán. ^[4]

Agua

En un sistema de acuaponía, la calidad del agua está directamente relacionada con la calidad de las plantas. Las plantas necesitan ciertos minerales para prosperar, y estos minerales los proporcionan los desechos de los peces. En una situación de cultivo no hidropónico, los minerales provienen del suelo. En un sistema hidroeléctrico cerrado, como la acuaponía, los minerales que ingresan al sistema están altamente regulados. Al cultivar plantas en el suelo, corre el riesgo de que las plantas absorban minerales tóxicos ^[16] y posteriormente los consuman en el producto final. Por lo tanto, la acuaponía es una forma más pura de agricultura orgánica, que proporciona un mayor nivel de regulación y da como resultado un producto de mayor calidad.

Clarificadores, Mineralización, Desgasificación y Biofiltración

El mantenimiento de la calidad del agua es fundamental para todas las partes del sistema. Un factor particularmente importante es el equilibrio del pH, porque diferentes partes del sistema prosperan en un determinado pH. Por lo tanto, es necesario hacer algunos compromisos. A los peces generalmente les gusta un pH de 7,5 a 8, mientras que a las plantas les va mejor entre 6,0 y 6,5 y la colonia de bacterias funciona más eficientemente entre 7,0 y 8,0. El consenso para un pH general es 7,0 para que el sistema funcione de la mejor manera. ^[14]

Alcanzar niveles aceptables de calidad del agua requiere diferentes componentes según el tipo de instalación acuapónica que se instale. Hay tres tipos principales: balsa, técnica de película de nutrientes (NFT) y lechos llenos de medios. Los sistemas de balsa, también llamados flotador, canal profundo y flujo profundo, cultivan las plantas en tablas flotantes de poliestireno en un tanque separado de la pecera. NFT cultiva plantas en canales largos y estrechos con una fina película de agua que fluye a través de ellos para llevar nutrientes a las raíces de las plantas. Los lechos llenos de sustrato son simplemente contenedores llenos de un sustrato, como grava, perlita o hidrotón, en el que se mantienen las raíces de las plantas, luego pasan por una secuencia de inundación y drenaje para llevar nutrientes a las raíces. ^[14] Los dos primeros métodos son más comunes en operaciones de tamaño comercial, mientras que el último método se usa más comúnmente en operaciones de traspatio, produciendo alimentos a pequeña escala para alimentar a aproximadamente una familia.

Se utiliza un clarificador para eliminar los sólidos de la columna de agua. Esto se puede hacer de múltiples maneras. Los clarificadores cónicos y los depósitos de sedimentación facilitan la sedimentación de los sólidos de la columna de agua; se basan en el concepto de gravedad específica alta, en comparación con el agua en la que se encuentran. ^[14] Básicamente, esto significa que se hunden y pueden ser capturados en el fondo de un instrumento clarificador, ya sea un depósito de sedimentación o un clarificador cónico. . Otra forma de eliminar los sólidos es un filtro de tambor de micropantalla que elimina la materia orgánica en un proceso de retrolavado. La eliminación de sólidos solo es necesaria en los sistemas de balsa y NFT porque en un lecho lleno de medio, los sólidos quedan atrapados en el medio, donde luego pueden biodegradarse sin interferir en la función de ningún otro componente del sistema. ^[14] Ocasionalmente, tener un clarificador en un sistema lleno de medios es útil cuando hay muchos desechos sólidos presentes.

Ahora, quizás se pregunte cómo funciona el sistema si se eliminan los sólidos, que son esencialmente el fertilizante del sistema. Antes del clarificador, los sistemas de balsa y NFT necesitan un tanque de mineralización que se llena con algún tipo de medio poroso. En esta zona, las bacterias heterótrofas convierten los residuos en elementos fácilmente aprovechables por las plantas. Este proceso también crea gases como hidrógeno sulfatado, metano y nitrógeno. Por lo tanto, se necesita un tanque desgasificador para ayudar a liberarlos al aire. ^[14] Nuevamente, esto no es necesario en un lecho lleno de medios porque los sólidos permanecen en el sistema atrapados en los medios.

La biofiltración proporciona un lugar para que viva la colonia de bacterias. No es necesario en sistemas de balsas y llenos de medios porque hay suficiente superficie para que las bacterias colonicen a un nivel saludable. Sin embargo, en un sistema NFT, se debe proporcionar espacio de colonización adicional para que se estabilice una colonia sana. Esta extensión se llama biofiltro. ^[14]

Aireación

La aireación adecuada del agua es vital para la calidad de vida de los peces. Sin suficiente oxígeno, los peces pueden morir en 45 minutos. ^[4] Incluso si la muerte no es inmediata, el daño a las branquias puede ser permanente y, lentamente, la población de peces disminuirá. Este punto es exactamente por qué es importante tener un sistema de energía de respaldo. Los aireadores de agua se pueden comprar en una tienda de suministros para acuarios, pero deben funcionar con electricidad. Por lo tanto, si hay un fallo eléctrico, se dejará de suministrar oxígeno al agua y se producirán daños a la población de peces.

Un aireador tipo acuario no es la única forma de agregar oxígeno a la pecera. En un sistema lleno de medios, el agua que sale de los lechos de cultivo se puede disponer de manera que caiga desde una altura suficiente para salpicar de regreso a la pecera, mezclando el aire con el agua. Nuevamente, si hubiera un corte de energía, la bomba que causa la aireación también fallaría; Independientemente de las medidas que se tomen para proporcionar oxígeno adecuado, se necesita un respaldo eléctrico.

Bacterias: ¿cómo ayudan estas bacterias?

Una parte vital del sistema de acuaponía es la eliminación del amoníaco que se excreta como producto de desecho metabólico de las branquias de los peces. ^[5] Si hay una concentración demasiado alta de amoníaco, los peces morirán. ^[5] Esto se previene mediante la nitrificación del amoníaco. Durante este proceso, el amoníaco se oxida a nitrito y luego a nitrato. La acuaponía aprovecha estas bacterias nitrificantes naturales, Nitrosomonas y Nitrobacter, que median en este proceso ^[5] . Se han aislado bacterias de las raíces de diferentes tipos de plantas acuapónicas para determinar las cepas de bacterias presentes y su función en el sistema. ^{[17] [10] [18] [5]} En un tipo de rizoplano de tratamiento de agua de la familia de las cañas, Phragmites communis, se realizó un estudio taxonómico que determinó que estaban presentes una cepa de Nitrosomonascommunis y Nitrosomas europaea (ambas bacterias oxidantes de amonio). en las raíces. ^[17]

Colonia de bacterias

La colonia de bacterias que habita todo el sistema es responsable de la conversión de nitritos y amoníaco en nitratos, que luego pueden ser utilizados por las plantas. Sin esta conversión, los nitritos y, en cierta medida, el amoníaco alcanzarían niveles tóxicos y matarían a los peces y las plantas. ^[14]

Construyendo la colonia natural

Estas bacterias se encuentran naturalmente en el aire y el agua; no es necesario agregarlas al sistema. La acumulación de la colonia natural puede tardar entre 20 y 30 días ^[14] , a veces hasta 8 semanas. ^[4] Con el tiempo, como ocurre con todos los sistemas naturales, los componentes se equilibrarán y permanecerán estables con poco mantenimiento.

Comenzando el tuyo propio

Sin embargo, para acelerar el proceso de colonización, se puede añadir un fertilizante de urea en cantidades muy pequeñas como fuente de amoníaco. ^[4]

Sistemas acuapónicos de baja o nula potencia

Si se desea construir un sistema con pocos o ningún requisito de energía (como si se promoviera la acuaponía en un país en desarrollo), se podría utilizar una "válvula de inundación". ^[20] Este sistema funciona sólo con una bomba que bombea agua desde la pecera a la "válvula de inundación... [y] funcionará con caudales inferiores a 100 galones por hora". ^[20] Aún no existe un diseño específico para este sistema, pero funciona de manera similar a una "válvula de inodoro estándar". ^[20]

Otros diseños no tienen válvulas sino que apuestan por el trabajo manual. En Tailandia se construyó de forma gratuita un sistema de acuaponía que no requiere alimentación eléctrica. ^[21] Se necesitan los siguientes elementos: un tanque para contener los peces (como una tina de plástico grande), un recipiente para las plantas, medios para elevar las plantas por encima de la pecera y un dispositivo de riego. ^[21] Para poner en marcha este sistema, es importante introducir el pescado al menos una semana antes. Además, antes de regar las plantas, agite el tanque de cría de peces y luego llene la regadera. En este sistema, el tanque de cría de peces deberá limpiarse periódicamente. Por último, es importante inundar los contenedores al menos tres veces al día. ^[21]

Operación y mantenimiento

La operación y el mantenimiento variarán entre los diferentes diseños. En general se deben controlar los diferentes niveles de nutrientes y pH. ^[22] También es importante eliminar cualquier "lodo" acumulado en las tuberías entre los diferentes componentes del sistema. ^[23] En las otras secciones donde se mencionaron diferentes sistemas, hay más detalles sobre técnicas de mantenimiento.

Evaluación del sistema

Muchos lugares del mundo no tienen fácil acceso a verduras o pescado fresco. ^[21] Algunos de estos lugares están ubicados en nuestro propio patio trasero, en partes de los centros urbanos que no tienen tiendas de comestibles cercanas. La evaluación del sistema acuapónico debe tener en cuenta la importancia que estos, quizás recursos escasos (pescado fresco y verduras), puedan proporcionar a una comunidad. ^[24] La tilapia contiene grasas, proteínas y hierro, que son partes importantes en la dieta humana. ^[25]

Al intentar evaluar el beneficio económico del sistema, "hasta la fecha, pocos estudios han evaluado la rentabilidad de operaciones de pequeña y gran escala". ^[1] Todavía no está claro si la seguridad alimentaria sería una preocupación ya que existe un "riesgo de contaminación cruzada, incluida la propagación de Salmonella y Escherichia coli cuando peces y otros animales están cerca de los productos agrícolas". ^[1] Sin embargo, se sabe que las ganancias aumentan debido a lo siguiente: 1) los peces producen nutrientes vegetales "gratis" 2) los biofiltros grandes a menudo son innecesarios 3) los requisitos de agua disminuyen 4) los costos generales para operar el sistema y para la infraestructura son compartidos por ambos sistemas. ^[26]

Otra forma de evaluar el sistema es analizar la eficiencia de eliminación de nutrientes por parte de las plantas. Esto lo han hecho muchos científicos. En uno de esos experimentos, los científicos probaron la excreción y absorción de nitrógeno en los sistemas acuapónicos observando el rendimiento del crecimiento, el rendimiento de la lechuga y la retención de nutrientes. ^[27] En otro experimento, el sistema acuapónico se configuró para analizar la eliminación de nitrógeno por tomates y pepinos. Se descubrió que la mayor eliminación la realizaban los tomates y que el sistema general tenía "el 69% de la eliminación de nitrógeno del sistema general, por lo que podía convertirse en frutas comestibles". ^[28] Los rendimientos de ciertos cultivos también se pueden utilizar para evaluar la productividad del sistema. En Graber et al. Analizaron cuatro cultivos de tomate diferentes y descubrieron que sus rendimientos eran mayores en sistemas acuapónicos en comparación con los sistemas hidropónicos (Fig. 6).

Para obtener el mayor beneficio económico a través de la mayor absorción de nutrientes, un estudio encontró que "el mayor crecimiento de las plantas se observó en el sistema de tanque de recirculación donde la tasa de alimentación de los peces y los nutrientes disueltos subsiguientes eran mayores. En ese sistema, la biomasa de pasto cordón -Spartina "La producción fue un 25% mayor que en las marismas construidas y la absorción de nitrógeno fue el doble que en las marismas naturales. El análisis económico preliminar mostró que la producción de plantas puede generar ingresos suplementarios ya que las plantas tienen un valor relativamente alto". ^[23]

Impactos

Diferentes organizaciones de todo el mundo han establecido sistemas acuapónicos en partes del mundo en desarrollo para proporcionar plantas y pescado frescos a comunidades subrepresentadas. Una de esas organizaciones, el Comité Internacional de Rescate, construyó un sistema acuapónico con dos tanques de cría de peces de 700 galones llenos de tilapia y utilizó las aguas residuales producidas para cultivar plantas frescas. ^[30]

En las comunidades urbanas, la acuaponía se ha utilizado para proporcionar productos frescos baratos a personas que no pueden acceder fácilmente a ellos y, en algunos casos, las personas han obtenido ganancias con los sistemas de acuaponía urbana. ^[31] Actualmente, la Universidad de Amherst Massachusetts está trabajando en un proyecto de acuaponía en Uganda que proporcionará proteínas de alta calidad para los residentes de la comunidad. ^[32] Ver vídeo en https://www.cns.umass.edu/about/news/2012/danylchuk-holingsworth-develop-aquaponics-for-developing-countries . El Instituto de Tecnología de Massachusetts también está trabajando en un proyecto en Vietnam que proporciona tilapia y arroz a una provincia local llamada Hoa Binh. ^[33]

Diseminación

Se pueden encontrar datos e información sobre acuaponía en Internet (como aquí: http://theaquaponicsource.com/learn-about-aquaponics/ ), donde una persona puede aprender sobre la ciencia detrás del sistema, cómo configurar su propio sistema de acuaponía y hablar (a través de blogs) con otras personas que ya han experimentado con su propia configuración de acuaponía. Desde el renovado entusiasmo por la acuaponía, países de todo el mundo han comenzado a beneficiarse del sistema de acuaponía. En Estados Unidos, la Universidad Estatal de Carolina del Norte y la Universidad de las Islas Vírgenes han sido actores importantes en el avance de la tecnología. ^[5] Los países de América del Sur, muchos de los cuales sufren una extrema falta de agua, son los principales candidatos para este sistema integrado de acuicultura y horticultura debido a su uso eficiente del agua (Bishop, 2009). Japón, Taiwán, Bangladesh y muchos otros países de Asia han adoptado la acuaponía debido a las posibilidades de producir alimentos orgánicos a bajo costo en un espacio condensado. En Australia, los científicos han estado experimentando con diferentes especies de peces para criar debido a la prohibición de la tilapia (el pez más utilizado en el sistema). ^[10] En África se han construido instalaciones acuapónicas eficientes, económicas y de fácil mantenimiento. ^[20] La acuaponía está presente en casi todos los continentes del mundo. ^{[10] [21] [20] [5] [34]} La mayoría de las operaciones se clasifican en una de las siguientes categorías: investigación, educación, sin fines de lucro, comerciales o aficionados privados (la mayoría de los sistemas son de pequeña escala). ^[1]

Desafíos con la difusión

Una de las principales limitaciones de este sistema es que puede tener costos iniciales bastante elevados, requiere una gran cantidad de terreno para sistemas a escala comercial y, en general, existe una "falta de modelos a gran escala y personal capacitado". ^[1]

Rediseño

En algunos casos, las bacterias nitrificantes no pueden convertir la cantidad de nutrientes proporcionados por los peces con la suficiente rapidez de nitrato a nitrógeno que las plantas pueden utilizar (Tyson et al., 2007). Se sabe que el pH cambia la tasa de nitrificación, pero el equilibrio entre el pH "bueno" para las bacterias, los peces y las plantas es difícil en el sistema actual, lo que significa que cada uno tiene un pH ideal diferente. ^{[35] [36]}

Sistemas construidos en casa

Hay muchas formas de construir un sistema de acuaponía en casa. Puede ser un proyecto divertido y gratificante, especialmente si se utiliza para enseñar a los niños sobre las ciencias de la vida. Invertir en un sistema construido en casa para fines de producción de alimentos es algo completamente diferente. Hay muchas cosas que pueden salir mal en un sistema acuapónico porque hay muchas variables en el sistema. La calidad del agua es la preocupación número uno en acuaponía y puede sufrir cambios importantes si solo una pieza del sistema está desequilibrada o no funciona correctamente. Por eso es importante con esta inversión, como con cualquier otra, comprender cuáles son los riesgos antes de comenzar un proyecto. A continuación se describen algunas cosas a tener en cuenta y formas de ayudar a diseñar un sistema eficiente. Pero éste, como cualquier documento, está incompleto. Si decide construir su propio sistema, sin duda encontrará nuevos problemas. Sin embargo, no se desanime, las soluciones existen y, si continúa leyendo y trabajando, las respuestas para una producción de alimentos asequibles también existen.

Para montar un sistema de acuaponía necesitarás algunos elementos. Se puede comprar un kit en organizaciones como www.backyardaquaponics.com. ^[37] El sistema también se puede construir con sus propios materiales. Los componentes básicos son una pecera o una bañera vieja, una bomba sumergible, una tubería de PVC para llevar el agua de la bomba a la cámara de bacterias, una bomba de aire y piedras difusoras. ^[38] Los sistemas a pequeña escala también son excelentes proyectos para el aula. Los estudiantes pueden aprender habilidades de resolución de problemas relacionados con las tecnologías en juego. ^[39] Otros aspectos educativos incluyen los ciclos naturales, la nitrificación , la biología, la anatomía de los peces, la nutrición, la agricultura, las matemáticas y los negocios. Las escuelas de los Estados Unidos y otros países están utilizando la acuaponía para experiencias educativas de nivel desde la escuela primaria hasta la universidad. ^[14]

barrilónicos

El manual de barrelponics . Barrelponics es acuaponía en un barril. Pequeño, pero escalable. Si desea una descripción completa de cómo construir un sistema de barrilpónica, pdf [1] ofrecido por Hughey. ^[40]

Este es un ejemplo de un sistema en Sierra Nevada College. ¡Disfrutar!

Sistema de Acuaponía del Colegio Sierra Nevada

Fuente de la granja

Farm Fountain combina acuaponía y escultura. Aplica la acuaponía como método de cultivo vertical para ahorrar espacio. Cómo construir el tuyo propio

Consejos finales

Al diseñar un nuevo sistema, es importante comprender que la calidad del agua será, literalmente, el elemento vital del sistema. Sin el caudal y el transporte de agua adecuados, el sistema funcionará mal, si es que funciona. En su vídeo de instrucciones Aquaponics Made Easy, Murry Hallam señala que en los sistemas de acuaponía pequeños es mejor no tener un sistema de menos de 1000 litros (265 galones). Esto se debe a que por debajo de eso la cantidad de agua en el sistema es menos estable, con menos agua para actuar como amortiguador cuando las temperaturas varían o cuando hay un aumento en los desechos de pescado.

Mover esa cantidad de agua también puede consumir mucha energía, por lo que al diseñar un sistema construido en casa, concéntrese en formas de utilizar la gravedad para promover la transferencia de agua de una parte del sistema a la otra. Una buena forma de hacerlo en la fase de planificación es dibujar diagramas que muestren dónde estará el nivel del agua en cada tanque. De esta manera, sabrá en qué parte del sistema ordenar las cosas y, al final del diagrama, cuánta elevación vertical necesitará lograr para mover el agua a través del sistema.

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Otras lecturas

• Información sobre acuaponía en FAST
• Acuaponía en el patio trasero . Incluye un foro próspero
• Growing Power, una organización sin fines de lucro dedicada a educar a las personas sobre el cultivo de alimentos.
• Friendly Aquaponics contiene planes para sistemas.
• Artículos de revistas de acuaponía
• Artículo de Wikipedia sobre acuaponía , sección de lecturas adicionales
• Sistema básico de acuaponía (DIY) (Wikiversity)
• Ayuda con acuaponía Contiene planes para construir y ejecutar sistemas de acuaponía.
• El blog Aquaponics Ideas proporciona información e ideas sobre acuaponia.
• Cultivo de acuaponia: recurso n.º 1 para guías de acuaponia

Referencias

Datos de la página

Parte de	Engr308 Tecnología y Medio Ambiente
Palabras clave	producción de alimentos , agricultura , agricultura sostenible , agua
ODS	ODS02 Hambre cero
Autores	Kristine Nachbor , Cassandra Ruff , Ibrahim Sail , Alison Morse
Licencia	CC-BY-SA-3.0
Organizaciones	HBCSL
Idioma	Inglés (es)
Traducciones	ruso , turco , alemán , coreano , árabe , chino , griego , español , vietnamita
Relacionado	9 subpáginas , 52 páginas enlazan aquí
Alias	sistema acuapónico
Impacto	18.318 páginas vistas
Creado	20 de septiembre de 2007 por Anónimo1
Modificado	enero 29, 2024 por Felipe Schenone
Citar como	Kristine Nachbor , Cassandra Ruff , Ibrahim Sail , Alison Morse (2007–2024). "Acuaponía" . Apropedia . Consultado el 6 de abril de 2024 .
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