Acuaponía: la integración de la acuicultura y la hidroponía para una agricultura sostenible

Como ya sabemos, la creciente demanda de alimentos a escala mundial, junto con la disminución de recursos naturales, plantea un desafío significativo para la agricultura actual: producir más con menos.

En este contexto, surge la necesidad de explorar sistemas agrícolas más sostenibles y eficientes que puedan satisfacer la demanda alimentaria sin comprometer el entorno natural.

Aquí es donde entra en juego la acuaponía, una técnica de producción innovadora que combina la acuicultura y la hidroponía con el objetivo de optimizar el uso del agua y minimizar el impacto ambiental en la producción de alimentos.

Qué es la acuaponía 

La acuaponía se define como un sistema cerrado y autosuficiente de producción de alimentos, el cual combina combina acuicultura (el cultivo de animales acuáticos como peces, crustáceos o moluscos) e hidroponía (el cultivo de plantas en agua sin suelo).

Este sistema se basa en una relación simbiótica entre ambas prácticas a través de un medio común, el agua. Esto permite mejorar de una u otra forma el crecimiento y desarrollo de ambos sistemas.

En un sistema acuapónico, el agua de los tanques de acuicultura, rica en desechos de los animales, se utiliza como fuente de nutrientes para las plantas cultivadas hidropónicamente. Las plantas, a su vez, filtran y limpian el agua, que se recicla y vuelve a los tanques de los animales.

− Qué es la hidroponía   

La hidroponía es una técnica de cultivo de plantas sin suelo. Se pueden cultivar plantas como lechuga, espinacas, col rizada, acelgas, hierbas como albahaca y menta, y vegetales como tomates, pepinos o pimientos. 

En lugar de tierra, las plantas crecen en soluciones acuosas ricas en nutrientes esenciales. Las raíces pueden estar suspendidas en la solución nutritiva o pueden estar soportadas por un medio inerte como la perlita, la vermiculita, el peat moss o la lana de roca.

Esta técnica ofrece un control preciso de los nutrientes que reciben las plantas, lo que se traduce en tasas de crecimiento más rápidas y rendimientos más altos.

Además, permite un uso más eficiente de los fertilizantes y los pesticidas, así como un uso más eficiente del agua ya que el sistema permite reciclarla y reutilizarla continuamente.

− Qué es la acuicultura

La acuicultura, por otro lado, es la cría de peces, crustáceos, moluscos, algas y otros organismos acuáticos en condiciones controladas. 

Es una fuente importante de proteínas para la alimentación humana y juega un papel crucial en la economía de muchas regiones.

Esta práctica se puede llevar a cabo tanto en agua dulce con la cría de especies como la tilapia, la trucha y el bagre, como en agua salada, con especies como los camarones, las ostras y el salmón, u otros tipos de peces marinos.

Además, está considerado como el sector de producción de alimentos de más rápido crecimiento en el mundo. Hoy en día se cultivan más de 600 especies y según la FAO, el 52 % del pescado que se destina a consumo humano procede de la acuicultura. 

Cómo funcionan los sistemas acuapónicos    

Los sistemas acuapónicos pretenden imitar las relaciones simbióticas encontradas en la naturaleza, funcionando mediante un ciclo de nutrientes cerrado donde el proceso principal es el ciclo de nitrógeno.

Los peces son alimentados con una dieta específica y, a medida que crecen, producen desechos que contienen amoníaco, un compuesto tóxico para ellos en altas concentraciones.

Estos desechos pasan a través de un sistema de biofiltro donde las bacterias nitrificantes convierten el amoníaco primero en nitritos y luego en nitratos, que son formas menos tóxicas de nitrógeno y un excelente fertilizante para las plantas.

Las raíces de las plantas absorben estos nutrientes, limpiando el agua, que luego se recircula de vuelta a los tanques de peces.

Componentes que forman un sistema acuapónico

Un sistema acuapónico está formado por varios componentes clave que trabajan juntos para mantener un ambiente saludable tanto para los peces como para las plantas.

• Tanque de peces: es el lugar donde se crían los peces. El tamaño y la forma del tanque varían según la escala del sistema y el tipo de peces.
• Sistema de filtración: incluye un filtro de sólidos para eliminar las partículas físicas y el material orgánico del agua y un biofiltro, con bacterias nitrificantes que convierten amoníaco en nitratos.
• Lecho de cultivo: pueden ser de diversos tipos, como lechos de grava, sistemas de raíz flotante, o torres verticales. Los lechos de cultivo deben permitir una buena filtración y fácil acceso a los nutrientes para las plantas.
• Sistema de Circulación de Agua: con bombas que mueven el agua desde el tanque de peces a las camas de plantas y de vuelta al tanque.
• Sistema de Aireación:  Suministran oxígeno al agua, necesario tanto para los peces como para las bacterias del biofiltro.
• Sistema de Control: Sensores y Monitores para controlar parámetros críticos como el pH, la temperatura, los niveles de oxígeno y los nutrientes.

Tipos de sistemas acuapónicos

Los sistemas acuapónicos pueden instalarse al aire libre, donde hay suficiente luz solar. Su clima ideal es moderado, con temperaturas que no fluctúan de manera extrema, o en interiores usando iluminación artificial como lámparas de crecimiento.

La acuaponía puede implementarse en varios tipos de sistemas, como por ejemplo: 

• Sistema de cama de cultivo (Media Bed System): este sistema utiliza un medio sólido, como grava o arcilla expandida, donde se plantan las semillas. El agua del tanque de peces se bombea periódicamente al lecho de cultivo, inundándolo para que las plantas absorban los nutrientes, y luego se drena de vuelta al tanque. Es popular entre los aficionados y jardineros domésticos debido a su simplicidad y bajo coste.
• Sistema de balsa o raíz flotante (Deep Water Culture): también conocido como sistema de flujo profundo, es común en operaciones comerciales grandes. Utiliza balsas flotantes para mantener las plantas en la superficie del agua, con sus raíces suspendidas dentro del agua rica en nutrientes. 
• Sistema de película de nutrientes (NFT - Nutrient Film Technique): una fina capa de agua fluye continuamente a través de canales donde las plantas se colocan en pequeños recipientes que permiten que sus raíces toquen la solución de nutrientes. Es ideal para plantas de crecimiento rápido como lechugas y hierbas. Sin embargo, no es adecuado para plantas más grandes debido al riesgo de obstrucción de los canales​.
• Sistema Aeropónico: en este sistema, las raíces de las plantas cuelgan en el aire y son rociadas periódicamente con una solución de nutrientes. Esto maximiza la exposición al oxígeno y puede resultar en un crecimiento más rápido de las plantas. Es particularmente eficiente en términos de uso de agua y espacio.
• Sistema Híbrido: combina varios tipos de sistemas acuapónicos, como el de cama de cultivo y el de balsa, para aprovechar las ventajas de ambos. Los sistemas híbridos son comunes en operaciones comerciales debido a su eficiencia y flexibilidad para cultivar diferentes tipos de plantas​.

Beneficios de la acuaponía

• Eficiencia en el uso del agua: los sistemas acuapónicos utilizan hasta un 90% menos de agua que la agricultura tradicional, ya que el agua se recircula y reutiliza continuamente.
• Producción sostenible: con el principio de economía circular, los desechos de los peces se utilizan como nutrientes para las plantas, minimizando el impacto ambiental y reduciendo la necesidad de fertilizantes químicos​. Además, los sistemas acuapónicos pueden producir más alimentos en menos espacio y tiempo en comparación con la agricultura tradicional​.
• Diversificación de productos: permite la producción simultánea de plantas y peces, aumentando la rentabilidad del sistema​.
• Producción continua: los sistemas acuapónicos pueden ser instalados en interiores con control climático, lo que permite la producción de alimentos durante todo el año, independientemente de las condiciones climáticas externas.
• Automatización: el cultivo hidropónico permite aplicar los principios de la agricultura inteligente mediante el uso de sensores de Internet de las cosas (IoT), automatización y monitoreo constante.
• Entornos desfavorables: ideal para áreas donde el suelo es infértil, está contaminado o es escaso, permitiendo la producción de alimentos en lugares donde la agricultura tradicional sería difícil o imposible.

Casos de éxito de acuaponía en España

• Green in Blue

Green in Blue ha establecido Granja Blava, su primera granja acuapónica en Cataluña, donde aplican principios de economía circular. Esta empresa se especializa en la producción y distribución de vegetales vivos acuapónicos, como lechuga, menta, albahaca, y cilantro. Sus productos son conocidos por su frescura y altos valores nutritivos. Además, ofrecen asesoría para la instalación de sistemas acuapónicos y formación en esta tecnología​

• Tilamur

Localizada en Murcia, Tilamur desarrolla proyectos de acuaponía y forma parte del proyecto INAPRO financiado por la UE. Este proyecto busca optimizar la gestión de alimentos y agua mediante la acuaponía, contribuyendo a la seguridad alimentaria y promoviendo prácticas agrícolas sostenibles​.

• Restaurante SOLLO en Málaga

El restaurante SOLLO, que ha ganado una estrella Michelin y la Estrella Verde Michelin por su sostenibilidad, se especializa en una cocina creativa basada en productos frescos de origen acuapónico cultivados por ellos mismos. El chef David Gallegos, conocido como el 'rey del caviar', utiliza un sistema de acuaponía en el propio restaurante para criar esturiones y otros peces, cuyo caviar y carne se utilizan en sus platos.

El futuro de la acuaponía, ¿es viable?

Según un informe de Business Research, el mercado de la acuaponía muestra un futuro prometedor con un aumento estimado de 502,68 millones de dólares en 2021 a 760,84 millones de dólares para 2027, lo que representa una tasa de crecimiento anual compuesta del 7,15 %.

Está previsto que el mercado de la acuaponía crezca hasta los 760 millones de dólares para 2027 

Este crecimiento se debe al creciente interés en la agricultura sostenible y a sus múltiples beneficios, además del apoyo gubernamental a través de incentivos financieros y regulaciones.

Sin embargo, la viabilidad a largo plazo dependerá de superar desafíos como la inversión inicial alta, la necesidad de conocimientos técnicos avanzados y la gestión eficiente de la energía.