Sistemas acuapónicos automatizados, tecnificados y tradicionales: revisión sistemática

Automated, technified and traditional aquaponic systems: systematic review

La acuaponía se define como cultivos hidropónicos combinados con sistemas de acuicultura de recirculación y bacterias, logrando una relación sinérgica que utiliza el agua residual de los peces para cultivar plantas. Estas, junto con las bacterias nitrificantes, actúan como un filtro natural que elimina el nitrógeno disuelto, amoníaco, entre otros, controlando la acumulación de desechos de los peces. Actualmente, existen diferentes áreas de investigación en acuaponía, desde aquellas enfocadas en las técnicas aplicadas en los sub-sistemas de acuicultura e hidroponía, hasta las ciencias aplicadas como la modelización de sistemas físicos y químicos. En este artículo se realiza una revisión sistemática con el fin de observar el estado actual de la investigación en sistemas acuapónicos automatizados, tecnificados y tradicionales. La revisión se basa en documentos científicos de cuatro bases de datos, obteniendo 1356 resultados que fueron evaluados y filtrados para su análisis posterior. Se encontró un crecimiento exponencial en la cantidad de artículos por año, y se identificaron áreas de mayor concentración en acuicultura, agricultura, medio ambiente, análisis del agua, horticultura y electrónica. Las especies más estudiadas son la lechuga (Lactuca sativa) en sistemas hidropónicos de flujo laminar y la tilapia (Oreochromis niloticus) en sistemas acuapónicos de recirculación simple. Con los datos obtenidos se construyó un diagrama que consolida las ramas actuales de investigación en acuaponía.

1. INTRODUCCIÓN

Los sistemas acuapónicos se definen como la fusión de dos tecnologías principales: los sistemas de recirculación acuícola (RAS) y la hidroponía (producción de cultivos sin suelo), integrados en un circuito cerrado [1]. Incluyen subsistemas opcionales como unidades de filtración mecánica y biológica, oxigenación, sedimentación y desinfección [2]. A lo largo del tiempo, estos sistemas se han desarrollado con el fin de ofrecer una alternativa innovadora y sostenible para la producción de alimentos [3]; para ello es necesario incluir características que sean capaces de resolver uno de sus mayores retos: regular la concentración de nutrientes y la conversión de amonio en nitrato a través de la nitrificación [4], a la vez que se superan los inconvenientes de sostenibilidad ambiental y su rendimiento para satisfacer la demanda bioeconómica [5].

La acuaponía moderna se inició en 1975, cuando se colocó un sistema hidropónico de diferentes especies vegetales en el efluente de tanques de cultivo de bagre, diseñado sin etapa de biofiltración y pensado como un sistema sin recirculación [6]; posteriormente, entre 1977 y 1989, se combinaron sistemas de producción de peces RAS con sistemas hidropónicos, ambos sin suplementos nutricionales; posteriormente, los modelos iniciales se ampliaron para formar los primeros sistemas acuapónicos totalmente cerrados o acoplados, incluyendo etapas de biofiltración, sedimentación y nitrificación [1].