2.4 Subsistema de cultivo vegetal o hidropónico

La parte hidropónica del sistema abarca la mayor parte de la huella de la instalación. Se utilizan tres diseños principales: camas de medios, cultivo de aguas profundas (DWC) y NFT.

media-based systems: El diseño de sistemas basados en medios, a veces llamados inundación y drenaje, es bastante sencillo. Un recipiente lleno de sustrato se inunda periódicamente con agua del tanque de peces. El agua luego drena de nuevo al sumidero (o tanque de peces), trayendo oxígeno en el sustrato para las raíces de las plantas y las bacterias nitrificantes. El lecho de medios soporta la planta a medida que crece y sirve como filtro de sólidos y biológicos (Figura 6). Debido a los relativamente pocos componentes y la facilidad de construcción y operación, estos sistemas son populares para los aficionados y en las regiones en desarrollo. Sin embargo, es poco común encontrar producción comercial utilizando solo camas de medios, ya que son menos productivas que otros tipos que se discuten a continuación. La regla general para los sistemas de medios se detalla en la Tabla 1.

Tabla 1: Reglas generales para sistemas acuapónicos basados en medios de comunicación.

Una variedad de materiales se pueden usar como sustrato, incluyendo grava de guisantes, roca de lava, guijarros de arcilla expandida u otros medios inertes; los practicantes pueden estar limitados por lo que está disponible localmente. El flujo de agua en el sistema es controlado por un temporizador o sifón. Usando el método del temporizador, el agua se bombea durante una cantidad de tiempo establecida, lo que permite que la cama se llene.

Cuando el temporizador se apaga, el agua drena hasta que el temporizador enciende de nuevo la bomba. El método de sifón a menudo se implementa utilizando un sifón automático de campana (Figura 7a) o sifón de bucle (Figura 7b). En ambos métodos de sifón, la bomba funciona continuamente, controlando qué tan rápido se llena y drena la cama. Fox et al. (2010) ofrece instrucciones detalladas paso a paso para construir, operar y solucionar problemas de un sifón automático de campana.

Los sistemas de medios de flujo constante ofrecen una alternativa al método de inundación y drenaje. El agua fuertemente aireada fluye hacia el lecho de los medios. En lugar de un ciclo de inundación y drenaje, el nivel del agua se mantiene constante mediante el uso de un tubo de salida. Esto reduce drásticamente el tamaño del sumidero necesario para este tipo de sistema de cultivo.

Deep Water Culture: Este método de cultivo consiste en suspender las plantas en una balsa flotante, permitiendo que las raíces cuelguen en el agua (Figura 8). Las raíces de las plantas están en contacto constante con el agua rica en nutrientes de la pecera.

La filtración efectiva de sólidos es un requisito en estos sistemas para evitar que los sólidos entren en el lecho de la planta y obstruyan las raíces de la planta. La aireación también debe proporcionarse en los abrevaderos de las plantas para mantener niveles adecuados de oxígeno para las raíces de las plantas y las bacterias beneficiosas. Junto con su gran capacidad de retención de agua que mantiene los parámetros de calidad del agua más estables, la parte inferior de las balsas y el revestimiento de los canales proporcionan un espacio adecuado para la colonización de bacterias nitrificantes. El diseño en sí también proporciona un amortiguador contra cortes de energía, ya que las raíces permanecen sumergidas en el agua a pesar de la pérdida de agua o flujo de aire.

Tabla 2: Reglas generales para DWC en acuapónica.

\ *La excepción se encuentra en etapas tempranas de la vida, donde los peces pueden consumir 5 -10% de su peso corporal en alimentos por día.

El cultivo de aguas profundas (DWC) es más productivo (kg de producto/m^2^ espacio creciente) que los sistemas basados en medios de comunicación; sin embargo, puede ser más difícil de manejar a menor escala. Estos sistemas están bien investigados por la industria hidropónica y acuapónica y se implementan comúnmente en entornos comerciales.

Las hierbas y hierbas frondosas, como la albahaca, funcionan bien en este sistema de producción. La fructificación de cultivos como tomates, pepinos y pimientos puede tener éxito con densidades nutritivas adecuadas y apoyo estructural. La técnica DWC puede no ser adecuada para zonas en las que el acceso a suministros o equipos es limitado. Las reglas generales para DWC en acuapónica se enumeran en la Tabla 2.

Nutrient Film Technique: La tecnología Nutrient Film Technique (NFT) proviene directamente de la industria hidropónica. En este método, las plantas se insertan en la parte superior de los canales horizontales poco profundos. Una pequeña película de agua se bombea a través del canal, entrando en contacto con las raíces vegetales que utilizan esos nutrientes para el crecimiento (Figura 9). Los sistemas NFT, como DWC, requieren suficiente filtración de sólidos para evitar la contaminación de las raíces de las plantas. A diferencia de la DWC, los sistemas NFT necesitan un filtro biológico separado, ya que el canal por sí solo no proporciona suficiente superficie para el crecimiento suficiente de bacterias nitrificantes.

Estos sistemas son más complejos de diseñar, construir y administrar que los sistemas basados en medios. Si los canales no se dimensionan correctamente, las raíces de las plantas pueden interrumpir el flujo de agua obstruyendo las tuberías. Este diseño asume un grado de riesgo, ya que la falla de la bomba puede provocar una gran pérdida de cultivos si el flujo de agua no se reanuda rápidamente. Sin embargo, NFT puede ser un gran sistema para áreas urbanas o tejados, ya que son livianos, utilizan muy poca agua y se pueden fabricar con materiales de fácil obtención. Las reglas generales para la NFT en acuapónica se enumeran en la Tabla 3.

Tabla 3: Reglas generales para la NFT en acuapónica

\ *La excepción se encuentra en etapas tempranas de la vida, donde los peces pueden consumir 5 -10% de su peso corporal en alimentos por día.

*Fuente: Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. 2021. Universidad Estatal de Kentucky. Manual de producción acuapónica: un manual práctico para cultivadores. *