aquaponics
12.4 Marapónica y haloponía
Aunque la acuapónica de agua dulce es la técnica acuapónica más ampliamente descrita y practicada, los recursos de agua dulce para la producción de alimentos (agricultura y acuicultura) son cada vez más limitados y la salinidad del suelo está aumentando progresivamente en muchas partes del mundo (Turcios y Papenbrock 2014). Esto ha dado lugar a un mayor interés y/o movimiento hacia fuentes alternativas de agua (por ejemplo, agua salobre a alta salina, así como agua de mar) y el uso de peces eurihalina o de agua salada, plantas halofíticas, algas marinas y glucófitos poco tolerantes a la sal (Joesting et al.
· Aquaponics Food Production Systems12.3 Algeponía
12.3.1 Fondo Las microalgas son fotoautotrófos unicelulares (que van desde 0.2 μm hasta 100 μm) y se clasifican en varios grupos taxonómicos. Las microalgas se pueden encontrar en la mayoría de los ambientes, pero en su mayoría se encuentran en entornos acuáticos. El fitoplancton es responsable de más del 45% de la producción primaria mundial, así como de generar más del 50% del OSub2/sub atmosférico. En general, no hay diferencia importante en la fotosíntesis de microalgas y plantas superiores (Deppeler et al.
· Aquaponics Food Production Systems12.2 Aeroponía
12.2.1 Fondo La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de los Estados Unidos (NASA) describe la aeroponía como el proceso de cultivo de plantas suspendidas en el aire sin suelo o medios de producción de alimentos limpios, eficientes y rápidos_. Además, la NASA señala que los cultivos pueden ser plantados y cosechados durante todo el año sin interrupción, y sin contaminación del suelo, pesticidas y residuos, y que los sistemas aeropónicos también reducen el uso de agua en un 98%, el uso de fertilizantes en un 60% y eliminan el uso de plaguicidas por completo.
· Aquaponics Food Production Systems12.1 Introducción
Este capítulo analiza una serie de tecnologías aliadas y alternativas clave que amplían o tienen el potencial de expandir la funcionalidad/productividad de los sistemas acuapónicos o son tecnologías asociadas/independientes que pueden vincularse a la acuapónica. La creación y el desarrollo de estos sistemas tienen como núcleo la capacidad, entre otras cosas, de aumentar la producción, reducir los residuos y la energía y, en la mayoría de los casos, reducir el consumo de agua.
· Aquaponics Food Production Systems11.8 Discusión y conclusiones
La acuapónica son sistemas técnicos y biológicos complejos. Por ejemplo, las posibles explicaciones para los peces que no crecen adecuadamente pueden ser pequeñas raciones de alimentos, calidad adversa del agua, problemas técnicos que causan estrés, etc. Debido a la biología inherentemente lenta, las investigaciones científicas de la validez de estas explicaciones serían tediosas y requerirían varios ensayos experimentales para obtener todos los factores importantes y sus interacciones, exigiendo una gran cantidad de instalaciones, experiencia, tiempo de investigación y activos financieros.
· Aquaponics Food Production Systems11.7 Herramientas de modelado
En acuapónica, los diagramas de flujo o los diagramas de flujo y stock (SFD) y los diagramas de bucle causal (CLD) se utilizan comúnmente para ilustrar la funcionalidad del sistema aquapónico. A continuación, se describirán el diagrama de flujo y los CLDs. Gráficos de flujo ## 11.7.1 Para obtener una comprensión sistémica de la acuapónica, los diagramas de flujo con los componentes más importantes de la acuapónica son una buena herramienta para mostrar cómo fluye el material en el sistema.
· Aquaponics Food Production Systems11.6 Modelado aquapónico multibucle
Los diseños acuapónicos tradicionales comprenden unidades acuícolas e hidropónicas que implican la recirculación de agua entre ambos subsistemas (Körner et al. 2017; Graber y Junge 2009). En estos sistemas acuapónicos de un bucle, es necesario hacer compensaciones entre las condiciones de ambos subsistemas en términos de pH, temperatura y concentraciones de nutrientes, ya que los peces y las plantas comparten un ecosistema (Goddek et al. 2015). Por el contrario, los sistemas acuapónicos de doble bucle desacoplados separan las unidades RAS y las unidades hidropónicas entre sí, creando ecosistemas separados con ventajas inherentes tanto para las plantas como para los peces.
· Aquaponics Food Production Systems11.5 HP Modelado de invernadero
El uso del agua de los cultivos y la absorción de nutrientes es un subsistema central de acuapónica. La parte de HP es compleja, ya que la absorción pura de agua y nutrientes disueltos no se limita a seguir una relación lineal bastante simple como, por ejemplo, el crecimiento de los peces. Para crear un modelo completamente funcional, se necesita un simulador completo de invernadero. Esto implica sistemas submodelo de física de invernadero, incluyendo controladores climáticos y biología de cultivos que cubren procesos interactivos con factores de estrés biológicos y físicos.
· Aquaponics Food Production Systems11.4 Modelación de la digestión anaeróbica
Fig. 11.10 Simulación de TAN (XSubnHX-N,1/sub) en [mg/l] durante 2 días = 2880 min con Q = 300 l/min (azul) y Q = 200 l/min (naranja) Fig. 11.11 Simulación de nitrato-N (XSubno3-N,1/sub) en [mg/l] durante 50 días = 72.000 min con QSubexc/sub = 300 l/día (amarillo), QSubexc/sub = 480 l/día (naranja) y QSubexc/sub = 600 l/día (azul) La digestión anaeróbica (DA) de material orgánico es un proceso que implica los pasos secuenciales de hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis (Batstone et al.
· Aquaponics Food Production Systems11.3 Modelado de RAS
La acuicultura mundial alcanzó los 50 millones de toneladas en 2014 (FAO 2016). Dada la creciente población humana, existe una creciente demanda de proteínas de pescado. El crecimiento sostenible de la acuicultura requiere tecnologías novedosas (bio), como los sistemas acuícolas de recirculación (RAS). Las RAS tienen un bajo consumo de agua (Orellana 2014) y permiten el reciclaje de productos excretores (Waller et al. 2015). Las RAS proporcionan condiciones de vida adecuadas para los peces, como resultado de un tratamiento del agua en varios pasos, como la separación de partículas, la nitrificación (biofiltración), el intercambio de gases y el control de la temperatura.
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