11.6 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. Recientemente, ha habido un mayor interés en cerrar el ciclo en términos de nutrientes, así como en aumentar la eficiencia de insumo-salida. Por esta razón, la remineralización (Goddek 2017; Emerenciano et al. 2017; Goddek et al. 2018; Yogev et al. 2016) y los bucles de desalinización (Goddek y Keesman 2018) se han incorporado al diseño general del sistema. Dichos sistemas se llaman sistema aquapónico multibucle desacoplado (Goddek et al. 2016).
El dimensionamiento de los subsistemas respectivos es fundamental para tener un sistema de control y equilibrio en funcionamiento. Para el dimensionamiento de los sistemas de un bucle, generalmente se usa una regla simple, determinando el área de cultivo hidropónico en función de la entrada diaria de alimentación al RAS (Knaus y Palm 2017; Licamele 2009). El mayor grado de complejidad de los sistemas de bucle múltiple ya no permite este enfoque, ya que conlleva riesgos inherentes para hacer suposiciones falsas para cada subsistema. Existe un creciente cuerpo de literatura que examina los balances de masas para sistemas acuapónicos (Körner et al. 2017; Goddek et al. 2016; Reyes Lastiri et al. 2016; Karimanzira et al. 2016). Aunque se han llevado a cabo algunas investigaciones en el desarrollo de modelos numéricos para sistemas acuapónicos de uno y varios bucles, no existe un estudio único que integre un modelo aquapónico multibucle con un modelo de invernadero determinista a gran escala complementado. Esto es particularmente relevante para el dimensionamiento del sistema, ya que el crecimiento de las plantas y la absorción de nutrientes dependen de la ubicación de la transpiración del cultivo como principal impulsor. En términos concretos, esto significa que el clima dentro de un invernadero — que depende en gran medida de las condiciones climáticas externas — tiene un alto impacto en el crecimiento de las plantas debido a factores ambientales como la humedad relativa (HR), la irradiación de la luz, la temperatura, los niveles de dióxido de carbono (COSub2/sub), etc. incorporados en la modelización del microclima de invernadero (Körner et al. 2007; Janka et al. 2018).