DESARROLLO DE ACUAPONIA EN MÉXICO

En el mundo, el cultivo en acuaponia aún se encuentra en vías de crecimiento, divulgación y experimentación, sin embargo, cada vez son más los países que se suman a la implementación de este sistema debido a los problemas de escasez y limitación del agua así como las regulaciones por la disposición de la misma cuando se encuentra cargada de desechos. Entre los países de los cuales se tiene conocimiento en el desarrollo de esta actividad se encuentran: Australia, Canadá, Estados Unidos, Holanda, Korea, y México. La tecnología se ha venido mejorando y adaptando a las distintas condiciones de cada uno de ellos, las cuales pueden ser: condiciones climáticas, especies de cultivo, regulaciones, costos de producción, entre otras.

México es uno de los países que desde hace 7 años comenzó con pruebas y emprendimientos de sistemas experimentales y granjas comerciales de acuaponia. A continuación se muestran algunos casos de éxito sobre los pioneros de esta actividad.

CICESE (Por: Dr. Manuel Segovia Quintero)

En el Departamento de Acuicultura del Centro de Investigación Científica y Educación Superior (CICESE), el año pasado se llevó a cabo un experimento en el cual se usaron los efluentes de un sistema un Sistema de Recirculación Acuícola donde se cultivó tilapia nilótica (Oreochromis niloticus) a una densidad inicial de 30.9 kg/m3 y final de 50.7 kg/m3, junto con un cultivo de fresa (Fragaria ananassa variedad camarosa) para el estudio de la dinámica de 3 macronutrientes en el sistema integral.

El sistema se diseñó para que el agua proveniente del Sistema de Recirculación pasara por el Sistema Acuaponia con una tasa de flujo de 6 litros por minuto. Este sistema consistió de 28 tubos de PVC de 10.16 cm (4”) de diámetro y 6 m de largo, lo cual daba una longitud total de 168 metros lineales. La temperatura promedio en el Sistema de Recirculación fue de 25.9oC, y en Sistema de Acuaponia de 20oC; el valor promedio de pH para ambos sistemas fue de 7.0.

Se cultivaron en este experimento, un total de 400 plántulas de fresa utilizando la técnica de flujo de nutrientes con perlita como sustrato. El experimento tuvo una duración de 92 días y se obtuvo una tasa de crecimiento para las tilapias de 3.7 gramos por día con una tasa de conversión alimenticia de 2.0 (es decir, 2 kilogramos de alimento para producir 1 kilogramo de pez) y una eficiencia alimenticia de 0.5.

Durante el experimento se determinó la eficiencia de remoción de los compuestos nitrogenados y fósforo total tanto en el biofiltro del Sistema de Recirculación como en el sistema de película nutritiva de Acuaponia. A continuación se presentan los valores obtenidos:

Nutrientes Nitrógeno amoniacal total

Nitritos Fósforo total

Biofiltro del Sistema de Recirculación

39.14% 0.11% 1.49%

Sistema de Acuaponia

33.06% 57.86% 3.26%

En lo que respecta al cultivo de la fresa se detectaron ciertas deficiencias nutricionales por lo que fue inminente la adición de Potasio, Calcio y Hierro. En los siguientes estudios se pretende realizar una caracterización del flujo de masa a fin de delimitar y dimensionar el tamaño de un cultivo de Fresa (F. ananassa) en función del cultivo de Tilapia (O. niloticus).

CESUES (Por: Prof. Manuel Martín Mariscal Lagarda)

En el Centro de Estudios Superiores del Estado de Sonora (CESUES), a partir del 2005, académicos de las áreas de Acuicultura y Horticultura desarrollaron un sistema de producción acuapónico a pequeña escala para producir de manera integral tilapia, tomate, pepino europeo, lechuga y forraje verde hidropónico.

Foto 1.- Vista general del sistema de producción de Acuaponia desarrollado en el CESUES, los tanques en donde se cultivan tilapias, proporcionan el agua para el cultivo hidropónico de pepino, tomate, lechuga y forraje verde hidropónico, estas plantas absorben los nutrientes generados en los tanques con tilapias y la purifican, y de esta manera el agua es recirculada hacia los tanques con peces.

Foto 2.- Tomate producido en sustrato

Foto 2.- Pepino Europeo obtenido en sustrato

Foto 3.- Lechugas cultivadas en el sistema de raíz flotante

ACUACULTURA DEL DESIERTO (Por: Ocean. Enrique Strassburger Madrigal)

En la zona costa del Estado de Baja California, México, alrededor del 30% de la población se dedica a la actividad agroindustrial. La escasez de agua ha causado una gran incertidumbre en un futuro con respecto al desarrollo económico de su actividad, ya que la precipitación anual en la región no sobre pasa los 400 mm por lo que es considerada como zona desértica y un grave problema ha sido la salinización de los mantos acuíferos. Esta problemática ha sido debido a la sobre explotación de los pozos, por lo que ha hecho que la superficies de siembra se hayan reducido en un 20% en los últimos 5 años, teniendo todo esto como consecuencia una fuerte y grave disminución de empleos en las zonas rurales.

Debido a esta problemática en el sector agroindustrial, surgió la idea de fundar Acuicultura del Desierto S. de P. R. de R.L, la cual se creó como sociedad de producción rural en el 2004. A partir de que se iniciaron operaciones, la empresa se dedica a producir comercialmente especies acuícolas (Tilapia y trucha arco-iris), hortalizas orgánicas, especies aromáticas y al desarrollo tecnológico de sistemas agroindustriales, siendo este último donde se le ha dado mayor enfoque.

El sistema acuapónico se encuentra dentro de un invernadero de 1,000 metros cuadrados conformado por 7 tanques de geomembrana de 3.0 metros de diámetro. Estas unidades de cultivo están conectadas a un biofiltro elaborado por los miembros de la empresa donde se realiza la nitrificación y posteriormente se pasa a un sistema de 35 tubos de PVC en película nutritiva (NFT) y 4 piletas de 27 metros de largo x 1 m de ancho en sistema de raíz flotante en hojas de poliestireno ó “foam” para el cultivo del albahaca.

En este sistema se obtienen aproximadamente 3 toneladas de tilapia por ciclo y una producción semanal de 300 a 350 gramos por metro cuadrado de albahaca. La tilapia se siembra en el sistema a los 50 gramos y se cosecha a 400 gramos. Todas las semanas se realiza una rotación del cultivo para obtener producción constante de las hortalizas.

UAG (Por: Doc. Manuel García Ulloa-Gómez)

Desde el año 2001 y como parte del complemento académico de la materia de Ingeniería Acuícola que se imparte en el Laboratorio de Ciencias Marinas, de la Universidad Autónoma de Guadalajara ubicado en Barra de Navidad, Jalisco, se realizan ensayos con sistemas de acuaponia con el objetivo de contribuir al conocimiento de esta técnica de producción acuícola.

En el primer ensayo se sembraron 30 tilapias con un peso promedio de 95 g, en un tanque de fibra de vidrio de 600 l de capacidad (a un volumen de trabajo de 450 l). Los peces se midieron y pesaron al inicio del experimento y cada 15 días para ajustar su ración alimenticia diaria al 3% de la biomasa total. Dicho tanque fue colocado en una base de madera para provocar una pendiente de 5º en el fondo del mismo para permitir su limpieza. En la parte superior del tanque se colocó un soporte de madera, al cual se fijó una bomba hidráulica de uso continuo de 1/3 HP de capacidad, para enviar el agua del tanque de las tilapias a las camas hidropónicas. Se insertaron 24 llaves de plástico con mangueras de hule a las tuberías provenientes de la bomba, con el objeto de distribuir el agua por goteo, en las raíces de las plantas.

Como vegetales, se sembraron 16 plántulas de pepino de 10 cm de longitud por cada cama hidropónica (n=2), las cuales consistieron en canaletas de fibra de vidrio de 0.6 m3 de capacidad. Cada canaleta fue llenada en el siguiente orden desde el fondo hacia arriba, con 0.18 m3 de grava (> 2 cm de diámetro) y gravilla (0.5 cm de diámetro), y con 0.12 m3 arena (< 0.2 cm de diámetro), todas ellas previamente lavadas, desinfectadas y secadas al sol antes de ser introducidas en las camas. Entre cada capa de grava y arena se colocó una malla mosquitero para que no se mezclaran. Al igual que el tanque de los peces, las camas hidropónicas fueron colocadas en bases de madera con una pendiente de 10° para permitir que por gravedad, el agua filtrada por estas cayera nuevamente en el contenedor de las tilapias. Adicionalmente, se sembraron bacterias nitrificantes en las camas, 15 días después de haber introducido los peces al tanque, y 15 días antes de sembrar las plantas. La siembra de las plantas marcó el inicio del ensayo. La concentración de nitrógeno amoniacal, nitritos y nitratos fue registrada semanalmente a la entrada y salida del tanque de las tilapias para verificar el funcionamiento del proceso de nitrificación por las bacterias en las camas de hidroponia. Durante todo el ensayo, los niveles de nitrógeno en sus diferentes formas fueron aceptables para el cultivo de tilapia.

La cosecha de pepinos inició a la octava semana después de su siembra. Fue posible la pizca de casi 2.6 Kg de vegetales en un lapso de dos meses y medio de cultivo (142 g en promedio por pepino), mientras que el peso promedio final de los peces fue de 125 g (0.4 g de ganancia/d). Comparado con otros trabajos, los resultados obtenidos pueden considerarse como bajos ya que existieron inconvenientes técnicos durante el transcurso del ensayo que impidieron la mayor eficiencia de los componentes biológicos del sistema, como el hecho de comprobar la presencia de 20% de hembras en los peces al final del experimento, lo que derivó la energía en funciones reproductivas, no en su crecimiento. Por otro lado y a pesar de que las plantas presentaron una floración abundante hacia la séptima semana de cultivo, su fecundación fue muy pobre debido a los cuidados propios de invernadero contra plagas de insectos y enfermedades, y debido a que las flores de pepino son unisexuales, situación que se detectó hacia el final del trabajo.

En años posteriores se realizaron experimentos acuapónicos similares, esta vez utilizando 3 canaletas de fibra de vidrio para el cultivo de jitomate bola de los cuales se obtuvieron resultados similares.

Posteriormente, se realizó en Guadalajara, Jalisco, un nuevo diseño donde se utilizó un tanque de fibra de vidrio con tilapia mosámbica (Oreochromis mossambicus) y se instalaron componentes de filtrado por gravedad: sedimentador cilíndrico-cónico, tanque de mineralización con bacterias anaeróbicas, y finalmente 2 canaletas de lechuga en sistema de raíz flotante. De manera paralela se producía langosta australiana (Cherax quadricarinatus) en 4 estanques de tierra recubiertos con polietileno calibre 600. El agua con sólidos suspendidos y disueltos era succionada hacia el sistema de acuaponia para el aprovechamiento de los nutrientes. El agua que contenía sólidos sedimentables mayores a 100 micras, era succionada y enviada al riego de flores en la periferia del experimento.

Esquema general del diseño

Sistema de acuaponia.- Parte superior: tanque de peces; Parte central: canaletas de lechuga; parte inferior: estanques de langosta australiana.

Lechugas a los 14 días después de transplantadas.

Estanques de langosta Australiana con escondrijos de PVC

BOFISH (Por: IBAC. Carlos León Ramos)

La empresa BOFISH comenzó con sus instalaciones comerciales en Diciembre del 2006 dentro de la localidad de Santa Anita en Tlaquepaque, Jalisco. La empresa cuenta con 4,000 metros cuadrados de los cuales 2,000 son destinados para la producción en sistemas de recirculación y acuaponia.

En la granja se cuentan con invernaderos de tipo túnel para el cultivo de tilapia nilótica e invernaderos de tipo cenital para el cultivo de lechuga y albahaca. La temperatura del agua que se requiere en los invernaderos de los peces es de 28°C, mientras que en los invernaderos de planta se requiere temperaturas del aire alrededor de 22°C. El agua con los nutrientes de los peces pasa de una sección a la otra y se recircula nuevamente hacia los tanques de los peces con tan solo una entrada de agua nueva del 1.5% del volumen total.

El componente acuícola consta actualmente de 19 tanques de fibra de vidrio y membrana plástica en los cuales se realizan desdobles mensuales conforme al tamaño del pez. Los tanques están acomodados en diferentes secciones dependiendo de su tamaño y etapa de crecimiento del pez, siendo los de menor tamaño utilizados para las primeras 12 semanas (desde 1 a 100 gramos) y los siguientes para las 24 semanas restantes donde se esperan organismos desde 500 gramos hasta 1 kilo en 30 a 42 semanas respectivamente.

Con la finalidad de optimizar el uso de nutrientes e incrementar la rentabilidad de la operación, se cuenta con una zona de filtrado donde se utilizan filtros mecánicos y biológicos por donde el agua fluye con la gravedad, es decir, sin requerir bombeo extra que incremente el costo de producción y que impacte en el medio ambiente.

El sistema de filtrado consta de 2 clarificadores cilíndrico-cónicos en donde se sedimentan partículas mayores a 100 micras y que pueden provocar la obstrucción en tuberías y/o formación de gases y zonas anóxicas (libres de oxígeno). Posteriormente, el agua circula hacia 4 tanques de mineralización donde la presencia de bacterias heterotróficas mineralizan los nutrientes para que exista mayor disposición de los mismos para las plantas. Seguido de este proceso, existe un tanque degasificador donde se liberan gases como: dióxido de carbono, metano y sulfuros de hidrógeno producto de peces y bacterias. En una etapa se realizó un experimento para captar estos gases y canalizarlos hacia el invernadero de plantas y de esta manera aprovechar el dióxido de carbono para acelerar el crecimiento de las plantas.

Por último, el agua con nutrientes (ó desechos), viaja hacia las canaletas de hidroponía donde se utiliza lechuga orejona, mantecosa, italiana, escarola y albahaca en un sistema de cama profunda o raíz flotante. En este componente, se siembra la planta en densidades que van desde las 30 a las 20 plantas por metro cuadrado dependiendo de la variedad (lechuga mantecosa a 30 plantas/m2; lechuga orejona, italiana y escarola a 25 plantas/m2; albahaca a 20 plantas/m2). Las siembras y cosechas de la planta se programan de manera semanal a fin de tener una remoción uniforme de los nutrientes del sistema y una constancia en la distribución a los canales de comercialización. Tanto las lechugas como el albahaca tienen un crecimiento que dura de 4 a 5 semanas por lo que se pueden cosechar cerca de 1,000 y 600 plantas por semana respectivamente.

En el caso de la tilapia, se realizan programaciones de 6 semanas de diferencia para homogenizar el aporte de nutrientes y satisfacer la demanda continua del mercado del pescado vivo en la zona. Dependiendo del sistema en que se encuentren, las densidades de peces se manejan desde 15 hasta 69 kg/m3 por lo que las cosechas programadas son de 2 toneladas por mes.

En la granja también se cuenta con sistemas experimentales de película nutritiva donde se cultiva fresa, sistemas de fertiriego donde se cultiva jitomate cherry, saladet, betabel, acelga, espinaca, brócoli, pepino, calabaza, anthurium, cebollín, y cilantro en sustratos como: fibra de coco, musgo ó turba, perlita y tezontle.