7.1 Introducción
Fig. 7.1 Diagrama del primer sistema de Naegel (1977) cultivando Tilapia y carpa común en combinación con lechuga y tomates en un sistema cerrado de recirculación
La combinación de cultivo de peces y plantas en acuapónica acoplada se remonta al primer diseño de Naegel (1977) en Alemania, utilizando un sistema de escala hobby de 2000 L (Fig. 7.1) ubicado en un invernadero de ambiente controlado. Este sistema fue desarrollado con el fin de verificar el uso de nutrientes procedentes de aguas residuales de peces en condiciones de recirculación de agua totalmente controladas destinadas a la producción de plantas, incluido un sistema de lodos dual (tratamiento aeróbico y anaeróbico de aguas residuales). Naegel basó su concepto en el sistema acuapónico de estanque abierto de la Estación Experimental Agrícola de Carolina del Sur, en Estados Unidos, donde el exceso de nutrientes de los estanques, abastecido de bagre canal (Ictalurus punctatus), fueron eliminados por la producción hidropónica de castañas de agua (Eleocharis dulcis) ( Loyacano y Grosvenor 1973). Al incluir tanques de nitrificación y desnitrificación para aumentar la concentración de nitratos dentro de su sistema, Naegel (1977) intentó una oxidación completa de todos los compuestos nitrogenados, alcanzando concentraciones de nitratos de 1200 mg/L, y demostrando la eficacia del paso de nitrificación. Aunque el sistema fue abastecido a baja densidad (20 kg/msup3/sup cada uno) utilizando tilapia (Tilapia mossambica) y carpa (Cyprinus carpio), los tomates (Lycopersicon esculentum) y la lechuga iceberg (Lactuca scariola) crecieron bien y produjeron rendimiento cosechable. Estos primeros resultados de investigación llevaron al concepto de sistemas acuapónicos acoplados, en los que las plantas eliminan los residuos producidos por los peces, creando un crecimiento adecuado, demostrando un uso altamente eficiente del agua en ambas unidades. El principio de acuapónica acoplada fue descrito por primera vez por Huy Tran en la Conferencia Mundial de Acuicultura en 2015 (Tran 2015).
Los sistemas acuapónicos acoplados no utilizan necesariamente el filtrado mecánico de partículas en el sentido clásico y mantienen un flujo constante de nutrientes entre la acuicultura y las unidades hidropónicas. El principal desafío es cómo manejar la carga fecal en el sistema aquapónico acoplado, donde las plantas absorben los nutrientes y los residuos de partículas pueden ser retirados del sistema mediante prensas filtrantes o geotextiles.
El desarrollo de la agricultura moderna, el crecimiento de la población humana y la reducción de los recursos en todo el mundo han promovido el desarrollo de sistemas acuapónicos acoplados. Dado que la piscicultura es considerablemente más eficiente en la producción de proteínas y el uso del agua en comparación con otros animales de granja y dado que los sistemas cerrados son en gran medida independientes del sitio, los sistemas acuapónicos acoplados han sido capaces de desarrollarse en todo el mundo (Graber y Junge 2009), en condiciones áridas (Kotzen y Appelbaum 2010; Appelbaum y Kotzen 2016) e incluso en entornos urbanos (König et al. 2016). Los sistemas más descritos pertenecen a instalaciones domésticas, de pequeña escala y semicomerciales (Palm et al. 2018) impulsadas por acuaristas aficionados, entusiastas o empresas emergentes más pequeñas. Los nuevos resultados de investigación, resumidos en este capítulo, demuestran tanto los potenciales como las limitaciones en relación con el desarrollo continuo de estos sistemas en acuapónica comercial, siendo capaces de hacer una contribución significativa a la producción futura de alimentos.