FarmHub
9.1 Introducción
Los sistemas Aquaponic ofrecen varias ventajas a la hora de producir alimentos de forma innovadora y sostenible. Además de los efectos sinérgicos del aumento de la concentración aérea de COSub2/sub para cultivos de invernadero y la disminución del consumo total de energía térmica al cultivar peces y cultivos en el mismo espacio (Körner et al. 2017), la acuapónica tiene dos ventajas principales para el ciclo de nutrientes. En primer lugar, la combinación de un sistema acuícola recirculante con la producción hidropónica evita la descarga de efluentes de acuicultura enriquecidos en nitrógeno y fósforo disueltos en aguas subterráneas ya contaminadas (Buzby y Lin 2014; Guangzhi 2001; van Rijn 2013), y en segundo lugar, permite la fertilización de los cultivos sin suelo con lo que puede considerarse una solución orgánica (Goddek et al.
· Aquaponics Food Production Systems8.7 Impacto ambiental
Basado en el Ejemplo 8.2, hay evidencia de que el tratamiento de lodos en digestores puede tener un impacto beneficioso en la reutilización de nutrientes, especialmente fósforo. Los sistemas de biorreactores, como un sistema secuencial de dos etapas UASB, pueden aumentar la eficiencia de reciclado de fósforo hasta un 300% ([cap. 10](/comunidad/artículos/capítulo-10-tratamientos aeróbicos y anaeróbicos para reducción-lodo acuapónico y mineralización)). Anteriormente, en [Cap. 2](/comunidad/artículos/capítulo-2-aquapónica, cierre del ciclo sobre agua, tierra y recursos nutricionales limitados), discutimos la paradoja del fósforo en relación tanto con la escasez de fosfato como con los problemas de eutrofización.
· Aquaponics Food Production Systems8.6 Impacto económico
Las tecnologías que generan menos beneficios, pero que son mejores para el medio ambiente, por lo general sólo se implementan cuando los operadores reciben incentivos en forma de subvenciones o las políticas los obligan a hacerlo. En el caso de los sistemas acuapónicos de un bucle, el atractivo radica en la tecnología novedosa y en el enfoque del sistema respecto del uso sostenible de los recursos y no en su potencial económico.
· Aquaponics Food Production Systems8.5 Monitoreo y Control
En el control de retroalimentación clásico, como PI o PID (Derivado Proporcional-Integral-Derivativo), las variables controladas (CV) se miden directamente, en comparación con un punto de consigna, y posteriormente se transmiten al proceso a través de una ley de control de retroalimentación. En la Fig. 8.10, las señales, sin el argumento de tiempo, se denotan con una letra pequeña, donde y es la variable controlada (CV) que se compara con la señal de referencia (punto de referencia) r.
· Aquaponics Food Production Systems8.4 Sistemas de tamaño de bucle múltiple
El dimensionamiento de un sistema acuapónico requiere equilibrar la entrada y la salida de nutrientes. Aquí, básicamente aplicamos el mismo principio que dimensionar un sistema de un bucle. Sin embargo, este enfoque es un poco más complicado, pero se ilustrará plenamente con la ayuda de un ejemplo. Fig. 8.5 Esquema que muestra el balance de masa dentro de un sistema acuapónico de cuatro bucles; donde msubfeed/sub son los nutrientes disueltos añadidos al sistema a través de la alimentación.
· Aquaponics Food Production Systems8.3 Bucle de destilación/desalinización
En los sistemas acuapónicos desacoplados, hay un flujo unidireccional desde el RAS hasta la unidad hidropónica. En la práctica, las plantas consumen agua suministrada por RAS, que a su vez se rellena con agua fresca (es decir, grifo o lluvia). La salida necesaria de la unidad RAS es igual a la diferencia entre el agua que sale del sistema HP a través de las plantas (y a través de la unidad de destilación) y el agua que entra en la unidad hidropónica desde el reactor de mineralización, si el sistema incluye un reactor (Fig.
· Aquaponics Food Production Systems8.2 Bucle de mineralización
En RAS, los lodos sólidos y ricos en nutrientes deben eliminarse del sistema para mantener la calidad del agua. Mediante la adición de un bucle adicional de reciclaje de lodos, los residuos acumulados de RAS pueden convertirse en nutrientes disueltos para su reutilización por las plantas en lugar de descartarse (Emerenciano et al. 2017). Dentro de los biorreactores, los microorganismos pueden descomponer este lodo en nutrientes biodisponibles, que posteriormente pueden ser entregados a las plantas (Delaide et al.
· Aquaponics Food Production Systems8.1 Introducción
Como se discute en los capítulos 5 y [7](/comunidad/artículos/capter-7-sistemas aquapónicos acoplados), los sistemas acuapónicos de bucle único están bien investigados, pero estos sistemas tienen una eficiencia general subóptima (Goddek et al. 2016; Goddek y Keesman 2018). A medida que la acuapónica se eleva a la producción a nivel industrial, se ha hecho hincapié en aumentar la viabilidad económica de esos sistemas. Una de las mejores oportunidades para optimizar la producción en términos de rendimiento de cosecha se puede lograr desacoplando los componentes dentro de un sistema acuapónico para asegurar condiciones óptimas de crecimiento tanto para peces como para plantas.
· Aquaponics Food Production Systems7.9 Algunas ventajas y desventajas de la acuapónica acoplada
La siguiente discusión revela una serie de ventajas y desafíos clave de la acuapónica combinada de la siguiente manera: Pro: Los sistemas aquapónicos acoplados tienen muchos beneficios para la producción de alimentos, especialmente el ahorro de recursos bajo diferentes escalas de producción y en una amplia gama de regiones geográficas. El objetivo principal de este principio de producción es el uso más eficiente y sostenible de los escasos recursos como piensos, agua, fósforo como nutrientes vegetales limitados y energía.
· Aquaponics Food Production Systems7.8 Problemas de planificación y administración del sistema
La acuapónica acoplada depende de los nutrientes que se proporcionan de las unidades de peces, ya sea un RAS intensivo comercial o tanques almacenados en condiciones extensas en operaciones más pequeñas. La densidad de los peces en este último suele ser de entre 15 y 20 kg/msup3/sup (tilapia, carpa), pero la producción extensa de bagre africano puede ser superior a 50 kg/msup3/sup. Estas diferentes densidades de almacenamiento tienen una influencia significativa en los flujos nutritivos y la disponibilidad de nutrientes para las plantas, en la exigencia de control y ajuste de la calidad del agua, así como en las prácticas de manejo adecuadas.
· Aquaponics Food Production Systems