21.1 Introducción
La acuapónica ha sido reconocida como una de las «diez tecnologías que podrían cambiar nuestras vidas» por el mérito de su potencial para revolucionar cómo alimentamos a las crecientes poblaciones urbanas (Van Woensel et al. 2015). Este sistema de crecimiento recirculante sin suelo ha estimulado el aumento de la investigación académica en los últimos años y ha inspirado el interés en el público, según lo documentado por una alta proporción de resultados de búsqueda de Google a Google Scholar en 2016 (Junge et al. 2017). Durante mucho tiempo, la acuapónica se ha practicado principalmente como un pasatiempo en el patio trasero. Actualmente se utiliza cada vez más comercialmente debido al fuerte interés de los consumidores por los métodos agrícolas ecológicos y sostenibles. Una encuesta realizada por el equipo CITYFOOD en la Universidad de Washington en julio de 2018 muestra que el número de operaciones acuapónicas comerciales ha aumentado rápidamente en los últimos 6 años. Esta búsqueda focalizada de operaciones acuapónicas identificó 142 operaciones acuapónicas activas con fines de lucro en América del Norte. Sobre la base de información en línea, el 94% de las fincas han comenzado su operación a escala comercial desde 2012; solo nueve granjas acuapónicas comerciales han estado operando desde hace más de 6 años (Fig. 21.1).
La mayoría de las operaciones acuapónicas encuestadas se encuentran en zonas rurales y a menudo están conectadas a granjas existentes para aprovechar los bajos precios de la tierra, disponibles
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Fig. 21.1 Practicantes acuapónicos existentes en América del Norte, 142 empresas comerciales (rojo) y
17 centros de investigación (azul), (CITYFOOD, julio 2018)
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Fig. 21.2 Acuapónica en toda Europa: 50 centros de investigación (azul) y 45 empresas comerciales (rojo). (EU Aquaponics Hub 2017)
infraestructura y códigos de construcción propicios para las estructuras agrícolas. Sin embargo, un número creciente de operaciones acuapónicas también se encuentran en las ciudades. Debido a su huella física relativamente pequeña y alta productividad, las operaciones acuapónicas son muy adecuadas para la práctica en entornos urbanos (Junge et al. 2017). Las encuestas realizadas bajo los auspicios del Hub Aquaponics de la Unión Europea (UE) en 2017 identificaron 50 centros de investigación y 45 empresas comerciales que operan en la Unión Europea (Fig. 21.2). Estas empresas varían en tamaño desde pequeño a mediano.
21.1.1 Acuapónica en entornos urbanos
El espacio es una mercancía valiosa en las ciudades. Las granjas urbanas tienen que ser ingeniosas para encontrar sitios disponibles como lotes vacantes, tejados existentes y almacenes infrautilizados que sean asequibles para un negocio agrícola (de Graaf 2012; De La Salle y Holanda 2010). Las granjas acuapónicas urbanas necesitan equilibrar los costos de producción más altos con las ventajas competitivas de comercialización y distribución que ofrecen las ubicaciones urbanas. El mayor beneficio para localizar las operaciones acuapónicas en las ciudades es un mercado de consumo creciente con interés en productos frescos, de alta calidad y cultivados localmente. Al cumplir con las regulaciones locales para productos orgánicos, las granjas urbanas pueden alcanzar precios premium para sus verduras de hoja cultivadas acuapónicamente, hierbas y tomates (Quagrainie et al. 2018). A diferencia de la hidropónica, la acuapónica también tiene la capacidad de producir pescado, mejorando aún más la viabilidad económica en un entorno urbano que a menudo tiene diversas necesidades dietéticas (König et al. 2016). Las granjas acuapónicas urbanas también pueden ahorrar algunos costos operativos al reducir la distancia de transporte al consumidor y reducir la necesidad de almacenamiento de cultivos (dos Santos 2016).
Las condiciones ambientales urbanas también pueden ser ventajosas para las granjas acuapónicas. Las temperaturas medias en las ciudades son más altas que en las zonas rurales (Stewart y Oke 2010). En las regiones más frías, en particular, las granjas pueden beneficiarse de un clima urbano más cálido, lo que puede ayudar a reducir la demanda de calefacción y los costes operativos (Proksch 2017). Las granjas acuapónicas que se integran con los sistemas de construcción de un edificio anfitrión pueden utilizar aún más recursos urbanos como el calor residual y el COSub2/sub en el aire de escape para beneficiar el crecimiento de las plantas como alternativa a la fertilización convencional de COSub2/sub. Las granjas urbanas también pueden ayudar a mitigar los aspectos negativos del efecto de las islas térmicas urbanas durante los meses de verano. La vegetación adicional, incluso si se cultiva en invernaderos, ayuda a reducir la temperatura ambiente a través del aumento de la evapotranspiración (Pearson et al. 2010). En acuapónica, el uso de infraestructuras de recirculación de agua reduce el consumo general de agua para la producción de pescado y lechuga y, por lo tanto, puede tener un efecto positivo en el ciclo urbano del agua. Los productos cultivados con acuaponía se esfuerzan por cerrar el ciclo de nutrientes, evitando así la producción de escorrentía agrícola. A través de la gestión inteligente de los recursos dentro de los principales sistemas ambientales, la acuapónica ayuda a reducir el consumo excesivo de agua y la eutrofización generalmente creada por la agricultura industrial.
21.1.2 La acuapónica como agricultura ambiental controlada (CEA)
Las técnicas agrícolas tradicionales para extender la temporada de cultivo natural varían desde modificaciones ambientales mínimas, como casas temporales de aro utilizadas en campos basados en el suelo, hasta el control ambiental total en instalaciones permanentes que permiten la producción durante todo el año independientemente del clima local ( Agricultura ambiental controlada 1973). Esta última estrategia también se conoce como agricultura ambiental controlada (CEA) e incluye invernaderos e instalaciones de cultivo en interiores. Además de controlar el clima interior, CEA también reduce significativamente el riesgo de pérdida de cultivos por calamidades naturales y la necesidad de herbicidas y pesticidas (Benke y Tomkins 2017). La mayoría de las operaciones acuapónicas se conciben como CEA, ya que combinan dos sistemas complejos de cultivo (acuicultura e hidropónica), que requieren condiciones de crecimiento controladas para garantizar una productividad óptima. Además, CEA permite que la producción durante todo el año amortice altas inversiones en infraestructura acuapónica y logre precios de cultivo premium en el mercado fuera de la temporada de crecimiento natural. El rendimiento de los recintos agrícolas acuapónicos depende en gran medida del clima local y de los cambios estacionales (Graamans et al. 2018).
Dado que la acuapónica es una disciplina relativamente joven, la mayor parte de la investigación existente se centra a nivel del sistema, por ejemplo, estudios que evalúan la integración técnica de la acuicultura con la hidropónica en diferentes configuraciones (Fang et al. 2017; Lastiri et al. 2018; Monsees et al. 2017). Aunque los componentes individuales del sistema acuapónico y sus interacciones pueden optimizarse aún más para la productividad, su rendimiento dentro de un entorno controlado no se ha abordado de manera exhaustiva. Investigaciones recientes en CEA han comenzado a evaluar el rendimiento del sistema hidropónico en conjunto con el rendimiento del entorno construido, aunque hasta la fecha solo hay un estudio que modela el rendimiento del sistema aquapónico en una envoltura controlada (Benis et al. 2017a; Körner et al. 2017; Molin y Martin 2018a; SanJuandelMás et al. 2018).
21.1.3 Colaboraciones en Investigación Acuapónica
La expansión actual del interés en la acuapónica llevó a la creación de varias colaboraciones interdisciplinarias relacionadas con la acuapónica financiadas por la Unión Europea (UE). El proyecto COST FA1305, que creó el EU Aquaponics Hub (2014-2018) reunió a la investigación acuapónica y a los productores comerciales para comprender mejor el estado del arte en la acuapónica y generar esfuerzos coordinados de investigación y educación en toda la UE y en todo el mundo. Innovative Aquaponics for Professional Application (INAPRO) (2014—2017), un consorcio de 17 socios internacionales, tuvo como objetivo avanzar en los enfoques actuales de la acuapónica rural y urbana a través del desarrollo de modelos y la construcción de invernaderos prototípicos. El proyecto CITYFOOD (2018—2021) dentro de la Iniciativa de Crecimiento Urbano Sostenible (SUGI), cofinanciado por la UE, el Foro Belmont y las respectivas fundaciones científicas, investiga la integración de la acuapónica en el contexto urbano y su posible impacto en los desafíos globales del nexo alimento-agua-energía.