4.3 Tipos de sistemas hidropónicos según distribución de agua/nutrientes
4.3.1 Técnica de flujo profundo (DFT)
La técnica de flujo profundo (DFT), también conocida como técnica de aguas profundas, es el cultivo de plantas en soporte flotante o colgante (balsas, paneles, tablas) en recipientes llenos de solución nutritiva de 10-20 cm (Van Os et al. 2008) (Fig. 4.3). En AP esto puede ser de hasta 30 cm. Existen diferentes formas de aplicación que se pueden distinguir principalmente por la profundidad y el volumen de la solución, y los métodos de recirculación y oxigenación.
Fig. 4.3 Ilustración de un sistema DFT con paneles flotantes
Uno de los sistemas más simples consta de depósitos de 20 a 30 cm de profundidad, que pueden construirse con diferentes materiales e impermeabilizarse con películas de polietileno. Los tanques están equipados con balsas flotantes (varios tipos están disponibles de proveedores) que sirven para sostener las plantas por encima del agua mientras que las raíces de las plantas penetran en el agua. El sistema es particularmente interesante, ya que minimiza los costes y la gestión. Por ejemplo, existe una necesidad limitada de automatizar el control y la corrección de la solución nutritiva, particularmente en cultivos de corta duración como la lechuga, donde el volumen relativamente alto de solución facilita la reposición de la solución nutritiva sólo al final de cada ciclo, y sólo el el contenido de oxígeno debe ser monitoreado periódicamente. Los niveles de oxígeno deben ser superiores a 4—5 mg de LSUP-1/SUP; de lo contrario, pueden aparecer deficiencias de nutrientes debido a la absorción de los sistemas radiculares bajo rendimiento. La circulación de la solución normalmente agregará oxígeno, o se pueden agregar sistemas Venturi que aumentan drásticamente el aire en el sistema. Esto es especialmente importante cuando la temperatura del agua es superior a 23 °C, ya que tales altas temperaturas pueden estimular el atornillado de lechuga.
4.3.2 Técnica de Película Nutriente (NFT)
La técnica NFT se utiliza en todas partes y puede considerarse el sistema de cultivo hidropónico clásico, donde fluye una solución nutritiva y circula en canales con una capa de agua de 1—2 cm (Cooper 1979; Jensen y Collins 1985; Van Os et al. 2008) (Fig. 4.4). La recirculación de la solución nutritiva y la ausencia de sustrato representan una de las principales ventajas del sistema NFT. Una ventaja adicional es su gran potencial de automatización para ahorrar en costes laborales (plantación y cosecha) y la oportunidad de gestionar la densidad óptima de la planta durante el ciclo de cultivo. Por otro lado, la falta de sustrato y los bajos niveles de agua hacen que la NFT sea vulnerable a la falla de las bombas, por ejemplo, obstrucción o fallo en la fuente de alimentación. Las fluctuaciones de temperatura en la solución nutritiva pueden causar estrés vegetal seguido de enfermedades.
Fig. 4.4 Ilustración del sistema NFT (izquierda) y un canal NFT multicapa, desarrollado y comercializado por New Growing Systems (NGS), España (derecha)
El desarrollo del sistema radicular, parte del cual permanece suspendido en el aire por encima del flujo de nutrientes y que está expuesto a un envejecimiento precoz y a la pérdida de funcionalidad, representa una limitación importante, ya que impide la producción de cultivos de ciclo largo (más de 4 a 5 meses). Debido a su alta susceptibilidad a las variaciones de temperatura, este sistema no es adecuado para entornos de cultivo caracterizados por altos niveles de irradiación y temperatura (por ejemplo, zonas meridionales de la cuenca mediterránea). Sin embargo, en respuesta a estos desafíos, se ha diseñado un canal NFT multicapa que permite ciclos de producción más largos sin problemas de obstrucción (NGS). Está hecho de una serie de capas interconectadas colocadas en una cascada, de modo que incluso en especies fuertes de plantas de enraizamiento, como los tomates, la solución nutritiva todavía encontrará su camino hacia las raíces evitando la capa obstruida de la raíz a través de una capa de posición inferior.
4.3.3 Sistemas aeropónicos
La técnica aeropónica está dirigida principalmente a especies hortícolas más pequeñas, y aún no se ha utilizado ampliamente debido a los altos costos de inversión y gestión. Las plantas son apoyadas por paneles de plástico o por poliestireno, dispuestas horizontalmente o en las tapas inclinadas de las cajas de cultivo. Estos paneles están apoyados por una estructura fabricada con materiales inertes (plástico, acero recubierto con película plástica, tableros de poliestireno), para formar cajas cerradas donde se pueda desarrollar el sistema de raíces suspendidas (Fig. 4.5).
Fig. 4.5 Ilustración de la técnica de aeroponía
La solución nutritiva se rocía directamente en las raíces, que se suspenden en la caja en el aire, con aspersores estáticos (pulverizadores), insertados en tuberías alojadas dentro del módulo de la caja. La duración de la pulverización es de 30 a 60 s, mientras que la frecuencia varía según el período de cultivo, la etapa de crecimiento de las plantas, la especie y la hora del día. Algunos sistemas utilizan placas vibratorias para crear microgotas de agua que forman un vapor que se condensa en las raíces. El lixiviado se recoge en la parte inferior de los módulos de la caja y se envía al tanque de almacenamiento, para su reutilización.