ACUAPONÍA: HIDROPONÍA Y ACUACULTURA, SISTEMA INTEGRADO DE PRODUCCIÓN

 

ACUAPONÍA: HIDROPONÍA Y ACUACULTURA, SISTEMA INTEGRADO DE PRODUCCIÓN

DE ALIMENTOS

 

Julián Mateus

Centro de Investigación Tibaitatá-CORPOICA

Colombia

 

INTRODUCCIÓN

 

Los sistemas acuícolas generan continuamente grandes cantidades de desechos. A partir del aprovechamiento de los efluentes de un sistema acuícola, se puede obtener otro cultivo que genere a su vez una ganancia adicional. Esto ya se ha desarrollado durante muchos años; comenzó con la creación de “plantas de tratamiento” a partir de humedales, en donde se les hacían llegar los efluentes para que las plantas procesaran el agua (biorremediación). La idea principal es brindar los mismos beneficios, pero al usar hidroponía, generar beneficios económicos. En términos generales, se ha reportado que por cada tonelada de pescado que se produce por acuaponía por año, se pueden llegar a producir más o menos siete toneladas de algún cultivo, ya sea lechuga o albahaca, según reportan estudios desarrollados en la Universidad de Islas Vírgenes (CICESE, 2008).

 

Es así como este modelo sirve para una producción sostenible de alimentos, siguiendo principios de reuso de aguas residuales, la integración de sistemas acuícola – agrícola en una poli cultura que incrementa la diversidad y producción final, y la posibilidad de obtener productos “mas sanos” con importantes impactos socio-económicos a nivel local (Diver, 2006).

 

A continuación se presentarán las ventajas y desventajas, sistemas usados para desarrollar la tecnología, la selección de plantas y peces y los alcances en investigación y desarrollo aplicados a complejos de acuaponía comercial.

 

ACUAPONÍA

 

Acuaponía es el nombre que se da a la integración de la acuicultura y la hidroponía. Rakocy (1999), Messer (2002) y Rakocy et al. (2003) indican que la acuaponía es el cultivo de peces y plantas en un sistema de recirculación cerrado. De acuerdo a Diver (2006) esta actividad esta ganando atención como un sistema biointegrado de producción de alimentos, y que podría realizarse en los sistemas de circulación cerrados de acuicultura.

 

Los avances tecnológicos en los sistemas de recirculación en acuicultura, estimularon el interés en la acuaponía como un medio potencial para incrementar los ingresos mientras se utilizan algunos de los productos de desecho (Rakocy, 1999). En este sentido, Adler et al (2000) han reportado que los tratamientos convencionales de las descargas de la acuicultura, representa un significativo costo adicional; de esta forma la acuaponia se convierte en una alternativa de tratamiento de las descargas de la acuicultura, más económica y rentable. 

 

En acuaponía, los efluentes ricos en nutrientes de los tanques de los peces son usados para fertilizar la producción hidropónica (Diver,  2006). En este sistema, las raíces de las plantas y la rhizobacterias remueven los nutrientes del agua; estos nutrientes (generados por las heces de los peces, algas y la descomposición de los alimentos) son contaminantes que, si no se  remueven, podrían alcanzar niveles tóxicos para los peces, pero dentro de un sistema acuapónico, sirve como fertilizante liquido para el crecimiento hidropónico de las plantas. A su vez, las camas hidropónicas funcionan como un biofiltro, mejorando de esta forma la calidad del agua, que será recirculada nuevamente en los tanques de los peces.

 

La hidroponía, por otro lado, es un método de cultivo muy eficaz que utiliza diferentes sistemas con sustratos para producir una amplia variedad de plantas. Las plantas son alimentadas con una solución nutritiva que incluye todos los nutrientes esenciales. Esta solución se aplica directamente a las raíces, lo que permite que las plantas se desarrollen más rápido y tengan mejor sanidad que las cultivadas en suelo.

 

Nelson (2008) cita que en acuaponía el desecho de los peces funciona como una fuente de alimento para las plantas y éstas, a su vez, actúan como un filtro natural del agua en la que viven los peces. Esto crea un mini ecosistema, en donde, tanto las plantas como los peces, pueden vivir y prosperar. La acuaponía es una  alternativa ideal para solucionar el problema de los acuicultores, de cómo deshacerse del agua cargada de nitrógeno y, asimismo, solventar el problema de los agricultores, de cómo conseguir el nitrógeno para sus plantas.

 

 

Cultivo de plantas

 

Clarificadores

 

Tanquede

 

peces

 

Tanque

 

filtros

 

 

                Figura 1.  Diseño de sistema acuapónico (Savidov, 2008)

 

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

 

Ventajas 

 

< >Rendimiento similar o superior al del cultivo hidropónico No se contamina con los residuos del cultivo hidropónico No se necesita preparar soluciones nutritivas Los peces son más saludables que en la acuicultura tradicional El volumen de producción de peces es muchas veces superior Dos fuentes de ingreso diferentes, plantas y peces, a diferencia del cultivo hidropónico y la acuicultura No se requiere tratar los residuos de los peces como en la acuicultura  

Desventajas

 

< >Está limitado a zonas donde los peces puedan vivir. La mayoría de los peces no prosperan en climas fríos. El volumen de producción de las plantas está limitado por la cantidad de peces. Se requiere lograr un balance casi perfecto entre el número de plantas y el número de peces para no afectar a ninguno de los dos. La cantidad de espacio requerida es más grande debido a los estanques para los peces y los sistemas de filtrado.  

LA ACUAPONÍA DE HOY

 

Las plantas y los peces son mantenidos en forma intensiva y, muchos productores implementan invernaderos adicionando luz y calor para alcanzar los más altos rendimientos. Con las nuevas técnicas se logra también minimizar el uso de fertilizantes, pesticidas y herbicidas (Scott, 2006).

 

El ambiente controlado (invernadero) para acuaponía comercial está en desarrollo, tanto en los EEUU. como para el resto del mundo. Actualmente hay menos de cinco a gran escala (4.046 m2), en  el mundo y sólo dos instalaciones importantes en los EE.UU. Si bien varias operaciones más pequeñas se encuentran dispersos en todo el país, la mayoría se encuentran en la escala de "granja familiar", rara vez superior a ¼ de acre (Scott, 2006).

 

MÉTODOS DE OPERACIÓN

 

Todos a gran escala en operaciones de acuaponía utilizan ya sea el sistema NFT, la cama flotante (raíz flotante) o sistemas hidropónicos en camas con sustrato. La mayoría de los casos de pequeña escala están utilizando el sistema hidropónico sencillo de flujo y reflujo con los pequeños peces en tanques de cultivo

 

Componentes del sistema

 

Los componentes varían en función del diseño a emplear (NFT, raíz Flotante o camas de siembra), pero cuentan con los siguientes componentes en general (Nelso, 2008):

 

< >Tanque para los peces sistema de aireación de tanques de peces clarificador de agua biofiltro tanque de mineralización desgasificador sector de siembra (camas, canales, mesas, etc.)  

EL CULTIVO DE PECES

 

Varias especies de peces han sido cultivadas con éxito en los sistemas de acuaponía. La tecnología actual limita las opciones de agua dulce a las especies, aunque recientes investigaciones han demostrado ser prometedoras en medio de agua salada (agua salobre), como especies híbridas y el Camarón. La mayor parte de pescado acuapónico del mercado, tanto en libras cosechadas y el número de operaciones comerciales, es con tilapia. La tilapia tiene varias ventajas para la operación comercial: tienen un ciclo corto desde el nacimiento hasta la cosecha (6-9 meses), tolera fluctuaciones drásticas en la calidad del agua y son tolerantes a los bajos niveles de oxígeno durante largos tiempos. La tilapia es una gran especie con la que se puede iniciar un sistema, pero una mala elección para el largo plazo en el funcionamiento de una instalación comercial viable (Scott,  2006)

 

EL CULTIVO DE PLANTAS

 

La selección de las plantas adaptadas al cultivo hidropónico en  invernaderos acuapónicos, están relacionadas a la densidad de la población de los peces en los tanques y la subsiguiente concentración de nutrientes de los efluentes de la acuicultura. Lechugas, hierbas, verduras (espinaca, cebollino, albahaca y berro), tomates, pepinos, pimiento (Diver, 2006), flores (Messer, 2002) y nabo (Nelson, 2002), son algunas de las especies que se pueden emplear en los sistemas acuapónicos

 

 

 

EXPERIENCIAS COMERCIALES

 

Adler et al. (2000) describió la relación económica entre un sistema de recirculación para la producción de 22 680 kg. de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) y una unidad de tratamiento hidropónico, para el cultivo de lechuga y albahaca. Esta unidad hidropónica era capaz de reducir la concentración de los niveles de fósforo en los efluentes de la piscigranja a menos de 0.1 mg/L.  Se determinó que la integración de los sistemas de producción de peces y plantas, genera ahorros económicos. Asimismo, el análisis de inversión demostró la rentabilidad del sistema combinado para un periodo de vida útil de 20 años. La tasa interna de retorno (TIR), para una inversión de $244,720, fue de 12.5%.

 

Rakocy et al. (2003) realizaron un experimento en un sistema acuapónico de escala comercial (0.05 ha) ubicado en el trópico. La producción proyectada anual de tilapia fue de 4.37 t; mientras que la producción de albahaca fue de 2.0, 1.8 y 0.6 kg m-2 usando los sistemas de producción en lotes, escalonadas y, en campo, respectivamente. La producción anual proyectada del sistema fue de 5.0 t de albahaca con la producción escalonada. Los síntomas de la deficiencia de nutrientes solo aparecieron en el cultivo de albahaca en lotes completos.

 

Pruebas con tilapia del Nilo (77 peces m-3) y roja (154 peces m-3) y con cosechas cada 6 semanas, las producciones promedio de las últimas 20 cosechas fueron de 61.5 kg m-3 para tilapia del Nilo y 70.7 kg m-3 para tilapia roja. El peso promedio fue de 813.8 g para tilapia del Nilo y 512.5 g para tilapia roja. La producción anual estimada es de 4.16 t para tilapia del Nilo y 4.78 t para tilapia roja (Rakocy et al., 2004).

 

CONCLUSIONES GENERALES

 

La Acuaponía se presenta como una alternativa viable, que se puede integrar a los sistemas de circulación cerrados en la acuicultura; también como alternativa viable para la reducción de costos y, para la diversificación productiva de las unidades de acuicultura. Sin embargo, la acuaponía aún requiere de una mayor investigación para establecer procedimientos más asequibles a los pequeños productores acuícolas

 

Literatura Citada

 

Adler, P.R., Harper, J.K., Wade, E.M., Takeda, F. y Summerfelt, S.T. 2000. Economic analysis of an aquaponic system for the integrated production of rainbow trout and plants. International Journal of Recirculating Aquaculture. Vol.1: 10-13

AQUAHOY.2008. www.aquahoy.com/content/view/1155/lang,es/

CICESE, 2008. México. http://gaceta.cicese.mx

Diver, S. 2006. Aquaponics – Integration of Hydroponics with Aquaculture . ATTRA – National Sustainable Agriculture Information Service. North Carolina: 1-28.

Masser, M. 2002. Hydroponics integration with aquaculture . First Ed. Alabama: 23 p.  

Nelson, L.R. 2008. Aquaponics food production. Raising fish and profit. Nelson and Pade, Inc.  First Edition. Virgen Islands. 

Rakocy, J. 1999. The status of aquaponics, Part 1 . Aquaculture Magazine 25 (4): 83-88. 

Rakocy J, Shultz, R.C., Bailey, D.S., y Thoman, E.S. 2003. Aquaponic production of tilapia and basil:

comparing a batch and staggered cropping system. South Pacific Soil less Culture Conference – SPSCC, Virgen Islands.Acta Horticulturae 648

Rakocy J, Bailey, D.S., Shultz, R.C. y Thoman, E.S. 2004. Update on tilapia and vegetable production in the aquaponic system. Virgen Islands: 15 p.  

Scott J. 2006 Evolutions Aquaponics.  www.aquaponicsjournal.com/articleEvolution.htm    

Savidov, N. y Nichols, M. 2008. Recent Developments in Aquaponics. Proccedings. Simposio Internacional de Hidroponía y Cultivo Sin Suelo. Centro de Investigación de Hidroponía y Nutrición Mineral.

Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima, Perú.