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Reportaje

Acuaponía. La producción circular de alimentos terrestres y acuáticos

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Autores:

Alberto Medina* y Salvador Arijo**

*Doctor en Biología (medinalopez@uma.es)
*Doctor en Biología y profesor del Departamento de Microbiología la Universidad de Málaga (sarijo@uma.es)

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sistema-acuaponico-vegetales-peces-760 .

La seguridad alimentaria y la sostenibilidad son dos objetivos prioritarios en la generación de alimentos. En el ámbito pesquero, según la FAO, la acuicultura representa el 47 % de la producción acuícola mundial, con 80 millones de toneladas producidas y un aporte de 9,5 kg de alimentos por persona y año. En Europa la acuicultura aporta el 18 por ciento de su producción pesquera.

Sin embargo, para se pueda desarrollar de manera efectiva debe superar una serie de desafíos relacionados con un mayor control de los vertidos al medio (excreciones de los peces y restos del alimento no ingerido), así como una reducción de sustancias utilizadas en el tratamiento sanitario de los peces. En este contexto, la Comisión Europea ha establecido unas directrices estratégicas para el desarrollo sostenible de la acuicultura2 con el fin de estimular la producción respetando la sostenibilidad ambiental, la salud animal y la protección al consumidor.

Para disminuir la producción de residuos se ha desarrollado la acuicultura multitrófica integrada (IMTA), consistente en cultivar organismos de distintos niveles tróficos, de tal manera que los residuos ocasionados por los peces sirvan de alimento a otros animales (filtradores, sedimentívoros y coprófagos). En esta línea, y aunque no se enmarca dentro de la definición estricta de IMTA, aparece la acuaponía, basada en la producción integrada de animales acuáticos y plantas usando un circuito cerrado de agua.

¿Qué es la acuaponía?

sistema_basico_acuaponico_uma-760 Sistema Básico Acuapónico /UMA

La acuaponía es un sistema de producción de alimentos que combina la hidroponía (cultivo de plantas fuera del suelo) y la acuicultura (cultivo de vegetales y animales acuáticos). Los tres elementos básicos que constituyen un sistema acuapónico son:

- Animales. En general se usan peces (tilapias, carpas, siluros, etc.), aunque también se pueden usar invertebrados (cangrejos, camarones, etc.). Los peces, tras digerir el alimento (piensos), generan residuos ricos en amonio (la forma principal de excreción del nitrógeno en los peces) que van directamente al agua.

- Bacterias. Son el corazón del sistema acuapónico. Suelen estar ubicadas en un compartimento separado (biofiltros). Se encargan de descomponer la materia orgánica producida por los peces y convertir el amonio disuelto en nitrito y nitrato. Esta última actividad es muy importante, ya que si los niveles de amonio y nitritos aumentan en el agua, la salud de los peces se resentiría, llegando a morir.

- Plantas. Se cultivan en sistemas hidropónicos. Se pueden utilizar una gran variedad de hortalizas, plantas aromáticas y medicinales, etc. Las plantas reciben el agua tratada en los biofiltros y asimilan como nutrientes los nitratos producidos por las bacterias a partir del amonio de los peces. Hay que decir que las plantas no asimilan bien el amonio, pero sí los nitratos, y es por ello que las bacterias cumplen una doble misión: eliminación del amonio y aporte de nitratos para las plantas. La asimilación del nitrato y otros nutrientes por parte de las plantas depura el agua, permitiendo su reutilización para la cría de los peces.

En estos sistemas el agua es recirculada y solo se repone el agua evaporada, consiguiendo un menor uso de agua y evitando el vertido de aguas residuales.

Existe una amplia diversidad de diseños acuapónicos. En su concepción más básica consiste en un tanque con peces y un sistema hidropónico donde plantas y bacterias comparte el mismo lecho. En otros sistemas se separa el compartimento de las bacterias del resto, permitiendo un mejor control del biofiltro. Las plantas pueden estar dispuestas en lechos de material inerte, tubos donde fluye el agua, o en plataformas flotantes. Los sistemas acuapónicos suelen usar especies de agua dulce, aunque también se puede utilizar agua salobre o salada si se cultivan plantas halófilas (como las salicornias) o algas marinas. En cuanto a su tamaño, estas instalaciones suelen ser pequeñas, pudiéndose ubicar en espacios de pocos metros cuadrados, aunque existen instalaciones acuapónicas a gran escala.

Ventajas de la acuaponía

Los peces producen un efluente rico en amonio, fosfato y otros compuestos, proporcionando una solución rica en nutrientes a las plantas (el 80 % de los 16 elementos que necesitan las plantas para su desarrollo4), ahorrando hasta un 45 % de fertilizantes en la producción de hortalizas.

Un sistema acuapónico bien diseñado reduce en un 90 % la necesidad de agua para las plantas, y puede aumentar los rendimientos y bajar los costes de producción sin necesidad de contar con grandes extensiones de tierra.

Al permanecer el agua en un circuito cerrado, minimiza la entrada de patógenos. Además, el propio método de producción evita la utilización de pesticidas y antibióticos debido al delicado equilibrio que debe existir entre peces y plantas. Esto hace que la acuaponía sea un sistema de producción ecológica de alimentos.

Como es un cultivo intensivo, su productividad es alta y, debido a su nula demanda de suelo fértil, puede desarrollarse en cualquier tipo de terreno, desde zonas desérticas hasta el patio de una casa.

Todo ello debería repercutir en un menor impacto ambiental y mayor calidad de los alimentos.

Aplicaciones

sistema-acuaponico-experimental-basico-uma-760 Sistema Acuapónico instalado en la Universidad de Málaga

Aunque los sistemas acuapónicos pueden desarrollarse a escala industrial, son las producciones a pequeña escala las que pueden aportar un enfoque social a este método de producción de alimentos. Su versatilidad hace que la acuaponía pueda ser desarrollada en terrenos marginales, poco fértiles y con limitada disponibilidad de agua, y eso incluye terrenos no aptos para la agricultura y los espacios urbanos. De hecho la acuaponía se está ensayando como una forma de producir alimentos para autoconsumo y como complemento económico para familias de renta baja.

Cabe mencionar el proyecto de acuaponía realizado por el Comisionado para el Polígono Sur de Sevilla (barrio de las 3.000 Viviendas) y la Universidad de Sevilla iniciado en el 2013. En este proyecto se involucraron familias de esta barriada para el cultivo de alimentos acuapónicos, produciendo en sus propias casas frutas, hortalizas y tilapias para el autoconsumo.

Otros de sus ámbitos de aplicación es el de la docencia. El microcosmo que representa un sistema acuapónico aporta una herramienta educativa transversal para asignaturas como la ecología (ciclos biogeoquímicos), biología (fisiología de plantas y animales), medio ambiente (gestión ambiental), agronomía, economía y otros contenidos transversales (trabajo en equipo). Esto hace atractiva la instalación de sistemas acuapónicos en institutos y universidades.

Limitaciones de la acuaponía

La acuaponía no está exenta de limitaciones. Desde el punto de vista de la sostenibilidad el principal problema es su dependencia de la electricidad para el funcionamiento de las bombas de agua y la aireación. Esto se podría solventar con el empleo de energías renovables, pero supone un mayor esfuerzo en tecnología.

Otros aspectos a optimizar son: (1) el coste de las infraestructuras; (2) es necesario tener unos conocimientos mínimos de biología, ecología e ingeniería para entender su funcionamiento y localizar los puntos críticos que puedan generar problemas; (3) su complejidad ecológica supone que cualquier fallo puede originar el colapso del sistema; (4) conseguir la proporción correcta de peces, microrganismos y plantas, (5) adecuado balance de nutrientes para el crecimiento vegetal, controlando los déficits de hierro, calcio y fósforo, lo que obliga a añadir estos elementos al circuito hidropónico mediante la fertilización química; (6) la necesidad de controlar constantemente el sistema para que nada falle, lo que requiere un trabajo intensivo; (7) el adecuado manejo de los restos de plantas y animales con la producción de compost; y (8) garantizar a los animales un nivel de bienestar aceptable, evitando la masificación y el estrés.

En conclusión, la acuaponía no solo tiene un gran potencial para proporcionar alimentos ecológicos, sino que también puede ser una alternativa de empleo, autoconsumo y una herramienta para la comprensión a pequeña escala de los ecosistemas. Sin embargo todas estas ventajas pueden quedar en nada si no disminuye tanto su dependencia energética y tecnológica así como su elevada necesidad de infraestructuras.

Bibliografía

1. Food Agriculture Organization of the United Nations (FAO). El estado mundial de la pesca y la acuicultura (Roma, 2018).

2. Comunicación (UE) nº 229/2013 de la Comisión Europea al Parlamento Europeo y del Consejo, de 29 de abril de 2013, Directrices estratégicas para el desarrollo sostenible de la acuicultura de la UE.

3. Food Agriculture Organization of the United Nations (FAO). Small-scale acuaponic food production (Roma, 2014).

4. Aguilera-Morales, M.E.; Hernández-Sánchez, F.; Mendieta-Sánchez, E. y Herrera-Fuentes, C. 2012. Producción integral sustentable de alimentos. Revista de Sociedad, Cultura y Desarrollo Sustentable 8(3):71-74.

5. Masser, M. 2002. Hydroponics integration with aquaculture. Alabama Education in aquatic sciences, Aquaculture,Recreational fi sheries and Natural resource conservation.

6. Lobillo, J.R.; Fernández-Cabanás, V.M.; Carmona E. y Candón F.J. 2014. Manejo básico y resultados preliminares de crecimiento y supervivencia de tencas (Tinca tinca L.) y lechugas (Lactuca sativa L.) en un prototipo acuapónico. ITEA-Información Técnica Económica Agraria. 110(2): 142-159.

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