3.2 Eliminación de residuos

La recuperación y digestión de efluentes de peces es más importante en acuapónica que en la eliminación de residuos. Una gran parte de los piensos se excreta como residuos sólidos. Los nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas están atrapados dentro de esta lechada concentrada y deben recuperarse para reducir los costos de producción y limitar la necesidad de suplementación de nutrientes. La recuperación de estos nutrientes mueve la producción acuapónica hacia un sistema de descarga cero. Los nutrientes se pueden recuperar a través de la digestión aeróbica o anaeróbica de sólidos. Puede ser apropiada la aplicación directa de nutrientes en tierras de cultivo o lodos de compostaje.

Mineralization: Aproximadamente el 20% del N y el 50% del P del alimento es utilizado por los peces para su crecimiento (Timmons et al. 2018). El resto de N y P (70% y 30%, respectivamente) se excreta como producto residual por las branquias y como residuo de partículas (10% y 20% para N y P, respectivamente). Los residuos de partículas también contienen macro y micronutrientes no absorbidos por los peces. La recuperación de estos nutrientes puede mejorar el crecimiento de las plantas y limitar la necesidad de nutrientes suplementarios.

La mineralización de efluentes de peces funciona de manera similar a los procesos que ocurren en el suelo. En AP, el efluente concentrado de pescado se descarga en un tanque de retención fuera de línea. Los microbios degradan aeróbicamente (o anaeróbicamente) los materiales sólidos orgánicos, liberando nutrientes inorgánicos solubles en el agua, que luego están disponibles para su uso por las plantas (Delaide et al. 2018, Goddek et al. 2018). Solo en forma inorgánica están disponibles los nutrientes para las plantas. En condiciones aeróbicas, la aireación pesada se aplica a los sólidos concentrados (Figura 10). Después de 8-10 días, la aireación se apaga, se permite que los sólidos se asienten y se libera agua clarificada en el sistema (Pattillo 2017). En condiciones anaeróbicas, las bacterias descomponen la materia orgánica en ambientes con poco o ningún oxígeno. La digestión anaeróbica produce gas metano (CH~4~) que puede ser utilizado como biocombustible (Dana 2010) y digestante concentrado que puede ser aplicado a cultivos de invernadero (Pickens 2015) o utilizado para la producción de plántulas (Danaher et al. 2009, Pantanella et al. 2011). La digestión anaeróbica de sólidos de pescado es más compleja de manejar que la digestión aeróbica y puede ser prohibitiva debido al gran volumen de digestores necesario (Chen et al. 1997).

Existe poca información sobre la contribución microbiana o los procesos ambientales que subyacen a la mineralización aeróbica efectiva de efluentes de peces; sin embargo, estudios sugieren que la recuperación de nutrientes a partir de sólidos de peces puede ser significativa (Cerozi y Fitzsimmons 2017, Cerozi y Fitzsimmons 2016, Goddek et al. 2018, Rakocy et al. 2016, Tyson et al. 2011, Yogev et al. 2016, Khiari et al. 2019, Graber y Junge 2009). Los resultados preliminares de los sistemas de investigación AP in situ en la Universidad Estatal de Kentucky (KSU) muestran que la mineralización aeróbica de efluentes de peces durante 14 días dio lugar a un aumento del 143% (7,61 a 18,5 mg/L) en fosfato (PO~4~), un aumento del 47% en nitrato (NO~3~-N; 28,5 a 41.7 mg/L) y ≥ 20% en Ca 74. 23 mg/L) y K (27,38 a 32,7 mg/L) en comparación con el agua del sistema (inédito). Sin embargo, incluso si los nutrientes se recuperan del efluente y se proporcionan en la forma y cantidad correctas, las interacciones con otros nutrientes y la química del agua a veces pueden hacer que no estén disponibles para las plantas (Bryson and Mills 2014).

Direct application: Los residuos también se pueden aplicar directamente como enmienda del suelo, compostar mediante métodos tradicionales de tratamiento térmico, o a través de vermicompost (compostaje de gusanos). La aplicación directa debe utilizarse como fertilizante de bajo grado o si la suspensión es inferior al uno por ciento de sólidos. El compostaje a base de calor de sólidos de peces deshidratados requiere experiencia adicional y costo de mano de obra, pero puede agregar un flujo de ingresos adicional importante. El vermicompostaje utiliza métodos similares al compostaje tradicional, pero no depende del calor para procesar los residuos. Los gusanos consumen materia orgánica, fragmentan y airean el material sólido, y potencialmente pueden proporcionar un alimento vivo complementario para peces (Yeo y Binkowski 2010). El compost puede incluir residuos vegetales u otros materiales compostables de producción. No es raro que los efluentes mineralizados se embotellen y se vendan directamente a los jardineros domésticos o a las pequeñas operaciones de invernadero; sin embargo, algunas restricciones pueden aplicarse dependiendo de sus regulaciones locales.

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