Acuaponía

Acuaponía Concepto: Sistema de producción cerrado que integra la técnica de la acuicultura con la hidroponia.

La acuaponía es un sistema de producción cerrado que integra la técnica de la acuicultura con la hidroponia, es decir, es una combinación de la producción de peces y la producción de hortalizas sin suelo por el medio común “agua”. Las plantas y los peces crean una sinergia, ya que los desechos metabólicos de los peces son aprovechados como nutrientes por los vegetales para crecer, mientras que las plantas limpian el agua y eliminan los compuestos tóxicos para los peces (principalmente amonio y nitritos), reduciendo la frecuencia de renovación del agua. Sin embargo, en este sistema también intervienen microorganismos que inciden en los procesos de mineralización y nitrificación; principalmente bacterias nitrificantes. Este sistema de producción intensiva sustentable requiere de condiciones ideales para que exista interacción entre peces, microorganismos y plantas.

El interés público en los sistemas acuapónicos ha aumentado significativamente en los últimos años, en línea con la tendencia hacia cadenas de valor más integradas, una mayor productividad y un menor impacto ambiental en comparación con otros sistemas de producción (Palm et al., 2018). Sin embargo, como ocurre con cualquier nuevo sistema de producción en sus primeras etapas, la acuaponía enfrenta muchos obstáculos en su desarrollo sostenible incluyendo aspectos técnicos y socioeconómicos.

Historia de la Acuaponía

Sus raíces son antiguas con sistema policulturales, pero sin ningún origen certificado, donde hace unos 900 años los aztecas en México colocaban plantas de cultivo en terrazas en el lago Texcoco para aprovechar el agua y la materia orgánica, provenientes de la descomposición de los desechos de peces y microalgas en el fondo del lago llamados chinampas. Asimismo, en china y Tailandia se cultivó arroz con peces.

El uso de excrementos de peces para la fertilización de plantas ha existido por milenios, siendo Asia y sur América las primeras civilizaciones que aplicaron este método.

Objetivo de la Acuaponía

La finalidad de la acuaponía, es la eficiencia en el uso de todos los recursos empleados en la producción combinada sostenible de plantas y animales acuáticos.

Componentes de la Acuaponía

Tanque de crianza, bandejas de sedimentación, biofiltro, subsistemas hidropónicos y sump.

Ventajas y Desventajas de la Acuaponía

Ventajas de la acuaponía

Los sistemas acuapónicos son un medio eficaz para reducir y aprovechar los residuos que normalmente son vertidos al ambiente.

La tasa de intercambio de agua se puede disminuir, lo que reduce los costos de operación en los climas áridos, donde el agua representa un gasto importante.

Elimina el uso de químicos como plaguicidas y fertilizantes produciendo vegetales que pueden ser considerados como “productos orgánicos”.

Producción de alimentos en áreas reducidas, con esto se optimizan los recursos mano de obra, agua, alimento balanceado para peces y nutrientes para las plantas.

El rendimiento del cultivo de plantas en acuaponía puede ser igual o superior al sistema hidropónico, mientras que la producción de peces es mayor y más saludable que en una producción acuícola.

Puede ser implementada a pequeña o gran escala.

Fácil alimentación de los peces.

Se utilizan materiales simples y se pueden reciclar materiales para su construcción, como contenedores, etc., por lo que resulta económico.

Es ideal para terrenos con baja aptitud agrícola.

No se deteriora el suelo, ni el agua, por lo que resulta amigable con el ambiente.

Se obtienen dos fuentes de ingreso, a partir del cultivo de plantas y peces, incrementando la economía local si se venden estos productos.

Toda la familia puede participar en su construcción y mantenimiento.

Desventajas de la acuaponía

Se requieren conocimientos básicos de fisiología vegetal (hortalizas) y animal (peces), incluyendo parámetros de calidad de agua, ya que es un sistema de integración de dos cultivos.

El sistema depende de la electricidad para el funcionamiento de bombas y filtros, lo que pone en riesgo todo el sistema en caso de cortes del suministro eléctrico, además de los costes por concepto de energía eléctrica.

Hay pocas especies de peces que se pueden usar en los sistemas acuapónicos.

Importancia de la Acuaponía

Finalmente, es aquel proceso sostenible que consiste en la combinación de cultivo de peces y plantas en sistemas de recirculación con reutilización.

Los beneficios de la acuicultura son: reduce la lixiviación, reducción de descargas de aguas residuales, la escorrentía, protección de la calidad del agua subterránea, agua agrícola fácil de obtener, sostenibilidad empresarial, reducción de desechos en las costas, rendimiento superior, control biológico, uso eficiente de los recursos naturales, brinda plantas como vegetales en hidroponía y animales acuáticos en acuicultura.

Características de la Acuaponía

Sistema integrado de plantas y peces, dondeel agua de la acuicultura alimenta al sistema de los animales acuáticos y retornando el vital líquido nuevamente a las plantas, la mayoría de agua dulce, fundamental para pequeños productores, varían en tamaños, reducen los desechos de agua y minerales, la nitrificación es la función más esencial, la bacteria forma una biopelícula, sus componentes son las plantas, peces, bacterias nitrificadoras y las entradas principales como el agua, alimentación, electricidad y sistemas de hidroponía.

Calidad de agua

Oxígeno: El primer parámetro a considerar es el oxígeno disuelto, ya que su ausencia puede causar muerte de los peces en pocas horas, disminuir el proceso de nitrificación y provocar asfixia de raíces. En este sentido, es importante tener un nivel de aireación adecuado en el sistema; el nivel adecuado está por encima de 3 mg/L, pero es deseable tener 5mg/L o más. pH: El pH interviene en la asimilación de nutrientes por parte de la planta y mantiene condiciones óptimas para los peces; el nivel ideal está determinado por el tipo de planta y pez a utilizar. En estos sistemas es muy común que el agua se acidifique, pero el problema de pH bajo no debe ser corregido con bicarbonato de sodio]], porque tiende a acumular sales de sodio que son tóxicos para las plantas. C.E.: La conductividad eléctrica hace referencia a la salinidad del agua, misma que no debe rebasar los 1500 µs/cm. Dureza: Por último, la dureza ayuda a contrarrestar la acidez de los procesos de nitrificación. Esta se debe balancear para mantener un pH adecuado y evitar estrés en peces y plantas; el nivel adecuado fluctúa entre 60-140 mg/L de CaCO3.

Tanque para acuicultura

Es el espacio en donde se desarrollará la mitad del sistema y requiere un tamaño adecuado para el crecimiento y movimiento horizontal de los peces. Para el caso de la acuaponia no es recomendable el uso de estanques subterráneos, además, se prefieren los materiales plásticos por su durabilidad, aunque se pueden resecar cuando la incidencia del sol es directa. El color puede influir de dos maneras: al ser un material claro ayuda a visualizar mejor el estado general pero la incidencia de luz provoca crecimiento de algas; la coloración externa puede captar más (color blanco) o menos (color negro) energía solar generando calor.

Sistema hidropónico

Camas de Sustrato

Son las más populares para proyectos de baja-mediana escala por su bajo costo, manejo y simplicidad. El sustrato tiene la función de sostener las raíces de la planta y también funciona como filtro biológico y mecánico; su principal desventaja es que presenta mayor evaporación que las otras técnicas y generalmente se usa para sistemas muy pequeños.

Película Nutritiva (NFT)

Es el más conocido de la hidroponía por su versatilidad de ensamblaje y el poco gasto de agua en comparación con los otros métodos. Es el indicado para hortalizas de hoja, ya que no requieren una gran cantidad de sustrato.

Balsas Flotantes

En este sistema las raíces están sumergidas en el agua por lo que el cuidado de la oxigenación es importante. Es el más adecuado para producciones con espacio suficiente y que produzcan hortalizas de hoja únicamente.

Aireación=

El oxígeno disuelto en el agua se logra a través de la aireación y los peces lo requieren para su sobrevivencia y desarrollo, además las plantas se ven beneficiadas ya que previene muerte de raíces por estar sumergidas. Esta parte del sistema debe estar funcionando de manera constante sin interrupciones. Esquema general de un sistema acuapónico. Esquema general de un sistema acuapónico (adaptado de FAO). Fuente: FAO, 2007.

Recirculación

El movimiento del agua es fundamental para conservar ambos sistemas en funcionamiento; este es realizado por una bomba de agua que normalmente es sumergible. Se programa por medio de un timer (temporizador) y se recomienda que el agua circule al menos dos veces por hora, por ejemplo: si en total se tienen 1000 litros en el sistema acuapónico, esta debe dar dos vueltas a todo el sistema en una hora. Las capacidades y características de las bombas en el mercado son muy extensas y la más adecuada depende del número de tanques, camas y cantidad de agua a usar.

Manejo del sistema acuapónico

Peces. Son los primeros que deben ser establecidos en el sistema, de manera seguida, las bacterias que nitrificarán los desechos y por último las plantas. Para la selección de la especie acuática se define el objetivo de la producción, misma que puede ser ornamental o comestible por su mayor adaptabilidad. Los más comunes son la tilapia y la trucha por el rango de temperatura que toleran y su disponibilidad en muchos lugares. La selección de la especie se debe definir a través del seguimiento de un asesor experimentado en estos sistemas.

El aprovechamiento productivo del cultivo de peces se puede planear de dos maneras

Secuencial

Se tienen en el mismo estanque peces de distintas edades de manera estratégica para mantener la constancia en cuanto a la cosecha, se retiran los que alcanzan la madurez y se siembran nuevos. Tiene desventajas como la de suministrar alimentos para cada etapa en un mismo lugar donde se puede generar competencia o que se ingiera el alimento inadecuado. También se presenta estrés por cosechas continuas y rezago de algunos peces que no alcanzan el tamaño adecuado.

Escalonado

Se siembran los peces de la misma edad en contenedores separados a distintas fechas, así se programa que haya un tiempo definido entre cosechas. Este tipo permite suministrar el alimento específico para cada etapa y la cosecha es constante cuando se planea correctamente. Sin embargo, requiere distintos contenedores por etapa y tamaño; en las primeras etapas de desarrollo los contenedores deben ser pequeños para evitar perder espacio útil.

La alimentación en casos de escala pequeña es fácil, ya que en el mercado existen alimentos balanceados en pellets que contienen los requerimientos para cada especie. Para el caso del sistema acuapónico es muy importante no sobrealimentar, pues el alimento sobrante provoca que se eleven los niveles de amonio y nitrito a un nivel tóxico. También puede tapar los filtros mecánicos pero se puede evitar removiendo el alimento sobrante no consumido de la superficie después de 30 minutos de aplicado.

Peces en acuoponia

Los sistemas de recirculación de agua son utilizados en general, para el cultivo de organismos quetoleran condiciones de altas densidades, aprovechando el espacio, así como también condicionesde tolerancia a enfermedades comunes en organismos acuáticos cultivados. Además de ello, debetratarse de organismos que presenten un buen crecimiento y cierta tolerancia a los compuestosnitrogenados; ya que estos se encuentran en permanente riesgo de incrementarse anteeventuales circunstancias.

Varias especies han sido cultivadas exitosamente en sistemas acuapónicos en distintos lugaresy muchas especies han sido introducidas en diferentes sitios distintos de su lugar deorigen, debido a sus particulares características de cultivo; como por ejemplo las distintas especiesde tilapia, y los populares peces ornamentales Carassius, conocidos como “goldfish” .

El cultivo de los peces en los ensayos acuapónicos realizados en CENADAC se llevó a caboutilizando la especie Oreochromisniloticus, más conocida como tilapia, para lo cual se realizaronsiembras de juveniles revertidos sexualmente en las mismas instalaciones, como parte de otrosensayos o experiencias del Centro.

Plantas

Es el sistema que aportará la mayor cantidad de ganancias debido al corto tiempo para cosecha en comparación con la acuicultura. A diferencia de los cultivos hidropónicos, las plantas producidas en acuaponia pueden obtener certificación orgánica puesto que los nutrientes son suministrados por los desechos de los peces. Las plantas que más se recomiendan en este sistema son las hortalizas de hoja (lechuga) y las plantas aromáticas (albahaca, menta, orégano), debido a que son cultivos de ciclos cortos.

Las plagas y enfermedades no deben ser controladas con plaguicidas debido a que estos compuestos llegan a afectar a los peces. Lo más recomendable para el control de fitopatógenos es el manejo integrado: Métodos físicos: el plástico del invernadero, las mallas sombra o mallas anti-áfidos reducen la incidencia de plagas actuando como barrera física.

Trampas

Se recomienda el uso de trampas adhesivas de colores; las de color azul atraen estados adultos de trips, mientras que las amarillas atraen las moscas blancas o voladores pequeños.

Biopesticidas

Son organismos o sustancias de origen natural derivados de animales, plantas, microorganismos y minerales. Los más comunes con los biopesticidas vegetales y se elaboran a base de extractos de cebolla, ajo y chile, mismos que son efectivos para repeler y controlar plagas y enfermedades. Por su manera de aplicación no contaminan la solución nutritiva, pues se aplican el mismo día de su elaboración y pierden efectividad con el poco tiempo.

Manejo de pestes y plagas

Las pestes o enfermedades dentro de los sistemas acuapónicos, deben tratarse de manera particular, puesto que se ve imposibilitada la población vegetal de recibir tratamientos conagentes agroquímicos normalmente utilizados en los cultivos agrícolas; ya que ello, produciría un impacto letal dentro da la población de peces del sistema. Esta característica de desventaja de losproductos vegetales respecto de los cultivados en tierra puede utilizarse para darle un giro alasunto y volverlo a favor del productor acuapónico.

El mercado de productos orgánicos se viene desarrollando de forma acelerada, en especial enmercados de países del primer mundo que han tomado una preferencia hacia el consumo deproductos ecológicos y naturales. Si bien existen una serie de normas y protocolos de producciónpara la certificación de los productos orgánicos, la producción acuapónica encaja en los principalesaspectos de tales producciones: No uso de agroquímicos (por riesgo de matar los peces), y no uso de antibiótios en alimento para peces (por riesgo de matar las bacterias nitrificantes).

Los métodos de control para plagas, involucran el uso de compuestos orgánicos; muchos deelaboración casera, puesto que aunque existan comercialmente, suelen ser de valor elevado. Estos 44 compuestos, en general, repelen los insectos y otros organismos perjudiciales. Se citan algunos comúnmente utilizados, así como su elaboración casera:

Alcohol de ajo: posee un amplio espectro: 6 dientes de ajo en la licuadora, agregandomedio litro de alcohol fino y medio litro de agua. Licuar y colar;

Frutos de paraíso: Contra hormigas. Machacar y macerar durante 15 días los frutos, regarel suelo con esta solución disuelta en agua. Manejarlo con precaución.

Flor de lavanda: Repele insectos. Infusión con 300 gramos de flores secas por litro de agua. Rociar sobre las plantas

Infusión de cebolla: Contra hongos y pulgones. Separar la cáscara de dos o tres cebollas,agregar 1 litro de agua caliente y dejar reposar diez días. Rociar.

Polvo para hornear: Pulgón, oídio y cochinilla. 1 cucharada de polvo para hornear en 1litro de agua. Rociar.

Infusión de tabaco: Contra pulgones, cochinilla y arañuela roja. Colocar colillas decigarrillos sin filtro (nicotina) en 1 litro de agua. Al día siguiente agregar jabón blanco. Mezclar bien y rociar.

Como hacer nuestro propio sistema de acuaponía

Un sistema de acuaponía doméstico se puede instalar en el medio urbano, en un espacio libre de la casa, o en un balcón, el requisito esencial es que al menos reciba 5 horas de sol al día. Los peces que se emplean en la acuaponía son generalmente tilapias, una especie que es muy resistente y capaz de soportar altas densidades de población. Aunque lo cierto es que el sistema acoge todo tipo de peces de agua dulce.

Son necesarios un estanque para criar los peces, una bomba de agua, canaletas donde plantaremos nuestro huerto, una tubería a través de la cual circule la solución y un sistema de filtrado para que las tuberías no se obstaculicen.

El sustrato, que emplearemos en este tipo de huertos, será gravillaque pueden abarcar diferentes tamaños.

Si una persona quiere comenzar su própia unidad de acuaponía en casa, o desarrollar un proyecto de acuaponía a gran escala la FAO propone seguir 7 reglas esenciales:

Poner mucha atención en la elección del tanque

Los tanques para peces son un componente clave en todas las unidades de acuaponía. Cualquier tanque funcionará, pero se recomiendan tanques redondos con fondos planos o cónicos porque son más fáciles de limpiar. Recuerda: intenta usar tanques resistentes de plástico o fibra de vidrio inertes, debido a su durabilidad y larga vida útil.

Garantizar una aireación y circulación del agua adecuadas

Esto significa que puedes usar bombas de agua y de aire para garantizar que el agua tenga altos niveles de oxígeno disuelto y un buen movimiento de agua para que sus animales, bacterias y plantas se mantengan sanos. Recuerda: los costes de electricidad son una parte importante del presupuesto del sistema, así que elije las bombas y la fuente de energía con inteligencia y considera la energía fotovoltaica cuando sea posible.

Mantener una buena calidad del agua

El agua es el elemento vital de un sistema de acuaponía. Es el medio a través del cual se transportan todos los nutrientes esenciales a las plantas y donde viven los peces. Hay cinco parámetros de calidad del agua importantes que hay que seguir y controlar: oxígeno disuelto (5 mg/litro), pH (6-7), temperatura (18-30° C), nitrógeno total y alcalinidad del agua. Recuerda: la química del agua puede parecer complicada, pero su manejo real es relativamente simple con la ayuda de equipos comunes para la realización de pruebas.

No llenar demasiado los tanques

Tu sistema acuapónico será más fácil de manejar y estará protegido contra amenazas y colapsos si la densidad de peces se mantiene baja. La densidad recomendada es de 20 kg/1 000 litros, lo que deja todavía un área de crecimiento sustancial para las plantas. Recuerda: densidades de población más altas pueden producir más alimentos en el mismo espacio, pero requerirán una gestión mucho más activa.

Evitar la sobrealimentación y eliminar los restos de alimentos no consumidos

Los residuos y restos de comida son muy perjudiciales para los animales acuáticos, ya que pueden pudrirse en el interior del sistema. Los alimentos descompuestos pueden causar enfermedades y consumir todo el oxígeno disuelto. Recuerda: alimenta a los peces todos los días, pero elimina cualquier alimento no consumido después de 30 minutos y ajusta la porción del día siguiente en consecuencia.

Elegir y espaciar las plantas cuidadosamente

Alterna plantas con períodos de crecimiento cortos (verduras para ensalada) con otras con un período más largo (berenjena). La replantación continua de hortalizas tiernas como la lechuga entre plantas con fruto de mayor tamaño proporciona sombra de forma natural. Recuerda: en general, las hortalizas de hoja verde funcionan muy bien en acuaponía, junto con algunas hortalizas de fruto más populares, como tomates, pepinos y pimientos.

Mantener el equilibrio entre plantas y animales

El uso de un sistema de cultivo por lotes puede ayudar a mantener una cosecha continua de animales acuáticos y hortalizas y mantener un nivel de producción y un equilibrio constante entre peces y plantas. Recuerda: es importante contar con una fuente segura de plantas y peces jóvenes, así que asegúrate de tener en cuenta el suministro en la fase de planificación.

Tres recomendaciones para seleccionar el sitio para sistema acuapónico

Buena exposición solar

Teniendo presente que la mayoría de las plantas crecen bien en condiciones de luminosidad, pero con posibilidad de colocar estructuras para hacer sombras ante un exceso de luz.

Construir invernaderos

En algunas regiones frías es conveniente para acumular calor y estabilizar térmicamente las condiciones internas. Adicionalmente generan una barrera contra el clima exterior, contra insectos perjudiciales para los vegetales y otros organismos patógenos en general.

Instalación y tendido eléctrico confiable

Se debe contar adicionalmente con un generador eléctrico de emergencia. Opcionalmente, se incluirán sistemas automatizados que combinen energía eléctrica con baterías, energía eólica, solar, etc.

Componentes de un sistema de acuaponía

Un sistema acuapónico puede funcionar de diferentes formas según su configuración. No obstante, existen elementos esenciales en el diseño de cualquier sistema como son:

Estanque para la cría de organismos acuáticos: pueden ser circulares o rectangulares, plásticos o de fibra de vidrio.

Una bomba, para mantener el agua en circulación entre los dos sistemas, con capacidad según el número de tanques, camas y cantidad de agua a usar.

Filtros mecánicos: pueden ser de arena, tamices, tanques de sedimentación, para eliminar las partículas suspendidas en el agua.

Filtro biológico: para albergar bacterias nitrificantes, que transforman los desechos metabólicos tóxicos de los peces, en sustancias menos tóxicas.

Camas de crecimiento de plantas: pueden ser de diversos materiales como plástico, fibra de vidrio, madera recubierta de plástico o geomembrana.

Tuberías para la conducción de agua a través de todo el sistema.

Bomba de aire: para mantener en niveles óptimos el oxígeno disuelto necesario para el desarrollo de los peces y bacterias benéficas.

La acuaponía como herramienta educativa

La acuicultura intensiva utilizando sistemas de recirculación ha sido utilizada como herramienta de educación: un sistema de este tipo puede utilizarse en diferentes áreas de las ciencias (Caldwell, 1998) En diversas escuelas en Estados Unidos,se están utilizando pequeños sistemas acuapónicos como herramientas para enseñar diferentes aspectos de la ciencia, tales como matemáticas, botánica, zoología, química, fisiología, ecología, economía, etc…, buscando incrementar el interés de los jóvenes en las carreras y actividades científicas.

La interacción de los niños con seres vivos en sistemas pequeños, de fácil montaje, que requieren tomar mediciones de diferentes tipos, y conectar diferentes fenómenos que normalmente no son relacionados por ellos, lleva a una integración y mejor comprensión de algunos fenómenos.

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Fuentes

Agro Negocios e Industria de Alimentos

Siete reglas básicas que hay que seguir en la acuaponía

Acuaponía

La acuaponía como un sistema sostenible para la producción de alimentos

Acuaponia: Producción de Plantas y Peces

Acuaponía: cultivar plantas aprovechando la cría de peces

Cultivos en acuaponía

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LA ACUAPONÍA: UNA ALTERNATIVA ORIENTADA AL FUTURO

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