Borrador Proyecto Acuaponía;

Sistema de cultivo:

Cultivo integrado de hidroponía y acuicultura:

Principios fundamentales del ciclo acuaponico

1.-Los alimentos balanceados contienen básicamente minerales y proteínas

2.- tras ser digeridos por los peces son transformados en compuestos nitrogenados (nitrógeno amoniacal) y demás nutrientes.

3.-Tanto el amoniaco como los demás desechos producidos en el cultivo de los peces son utilizados por varias clases de bacterias y convertidos en nutrientes (iones asimilables) para las plantas.

4.-Al pasar por las raíces de las plantas el agua es por lo tanto en parte desmineralizada con lo que regresa al cultivo de peces más limpia para comenzar nuevamente el ciclo.

Ciclo del nitrógeno:

A.-El nitrógeno de las proteínas es transformado por los peces en nitrógeno amoniacal que en altas concentraciones es toxico para las plantas y los peces.

B.- En el filtro el amoniaco es oxidado a nitrito por las nitrosobacterias (nitrosomonas) en un proceso llamado Nitritación,

C.-Éste nitrito es a su vez  oxidado a nitratos por las nitrobacterias (nitrobacter) en la nitratación. Los Nitratos son la forma de nitrógeno que las plantas consumen en mayor medida.

Ciclo del Fosforo:

A.- En el circuito acuapónico la entrada de fósforo se produce a través de la alimentación de los peces de la misma manera que ocurre en la naturaleza.

B.-  Éste fósforo es liberado en las excreciones formando parte de moléculas complejas que aún no son asimilables por las plantas, pero si por las bacterias descomponedoras del filtro.

C.- Como desecho, las bacterias producirán fósforo en forma de ortofosfatos (H3PO4) que es el que consumen las plantas.

A.- Los seres vivos toman el fósforo en forma de fosfatos a partir de las rocas fosfatadas, que por meteorización se descomponen y liberan los fosfatos.

B.- Los fosfatos pasan a los vegetales por el suelo, y de éstos pasan a los animales a través de la dieta.

C.- Cuando los animales excretan, los descomponedores actúan volviendo a liberar los fosfatos.

Apuntes interesantes:

- Según lo expuesto por Brister (2001) en reuniones de trabajo sobre la

producción acuícola orgánica, realizadas en los Estados Unidos (Programa

Nacional de Acuicultura Orgánica de los Estados Unidos, USDA/NOP) en 2000,

fueron identificados cuatro aspectos claves que permitirán manejar

orgánicamente la acuicultura. Siendo estos la salud, la reproducción, la

alimentación, y las estructuras físicas y condiciones de vida de las especies.

Dentro de estos últimos aspectos, el grupo de trabajo concluyó que los sistemas

integrados y acuapónicos (integración de acuicultura y sistemas hidropónicos)

entran en el paradigma de producción orgánica a través de la conservación y el

reciclaje de nutrientes.

- Troell y col., (2003) define la biofiltración de nutrientes por plantas

acuáticas, principalmente por algas, como una acuicultura multitrófica integrada.

-2. ACUAPONÍA EN SISTEMAS DE CIRCULACIÓN CERRADOS

Acuaponia es el nombre que se da a la integración de la acuicultura y la

hidroponía. Rakocy, Messer y col., (2003) indican que la acuaponia es el cultivo

de peces y plantas en un sistema de recirculación cerrado. De acuerdo a Diver

(2006) esta actividad esta ganando atención como un sistema bio-integrado de

producción de alimentos, y que podría realizarse en los sistemas de circulación

cerrados de acuicultura.

Messer indica que entre las ventajas de acuaponia se incluye: el

prolongado re-uso del agua y la minimización de las descargas; además la

integración de los sistemas de producción de peces y plantas permite un

ahorro de costos (Adler y col., 2000) con lo que se mejora la rentabilidad de

los sistemas de acuicultura.

Rakocy (1999) indica que los avances tecnológicos en los sistemas de

recirculación en acuicultura, estimularon el interés en la acuaponia como un

medio potencial para incrementar los ingresos mientras se utilizan algunos de

los productos de desecho.

Adler y col. (2000) reportan que los tratamientos convencionales de las

descargas de la acuicultura, representa un significativo coste adicional; de esta

forma la acuaponia se convierte en una alternativa de tratamiento de las

descargas de la acuicultura mas económica y rentable.

En acuaponia, los efluentes ricos en nutrientes de los tanques de los

peces son usados para fertilizar la producción hidropónica (Diver, 2006). En

este sistema, las raíces de las plantas y la rhizobacterias remueven los

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nutrientes del agua; estos nutrientes (generados por las heces de los peces,

algas y la descomposición de los alimentos) son contaminantes que si no se

remueven podrían alcanzar niveles tóxicos para los peces, pero dentro de un

sistema acuapónico, sirve como fertilizante liquido para el crecimiento

hidropónico de las plantas. A su vez, las camas hidropónicas funcionan como

un biofiltro, mejorando de esta forma la calidad del agua, que será recirculada

nuevamente en los tanques de los peces.

De acuerdo a Rakocy y col., (2003) los efluentes de la acuicultura brindan

la mayor parte de los nutrientes requeridos por las plantas, si es que se

mantiene la tasa alimentación diaria y crecimiento de las plantas. En este

sentido, se debe tener en cuenta la relación entre peces criados y plantas

cultivadas.

2.1. Principios de la acuaponia

La acuaponia tiene algunos principios que la gobiernan y de acuerdo a

Adler et al (2000) estos son:

- Los productos de desechos de un sistema biológico sirven como

nutrientes para un segundo sistema biológico.

-La integración de peces y plantas resulta en un policultivo que incrementa

la diversidad y la producción de múltiples productos.

-El agua es reutilizada a través de filtración biológica y la recirculación.

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-La producción local de alimentos provee acceso a alimentos más

saludables e incrementa la economía local.

2.2. Elementos claves y consideraciones en acuaponia

2.2.1. Selección de las plantas

La selección de las plantas adaptadas al cultivo hidropónico en

invernaderos acuapónicos, esta relacionada a la densidad de la población de

los peces en los tanques y la subsiguiente concentración de nutrientes de los

efluentes de la acuicultura.

Lechuga, hierbas, verduras (espinaca, cebollino, albahaca y berro),

tomates, pepinos, pimiento (Diver 2006) y flores (Messer 2003), son algunas de

las especies que se pueden emplear en los sistemas acuapónicos.

2.2.2. Selección de las especies de peces

Varias especies de aguas calidas y frías están adaptadas a los sistemas

de recirculación de la acuicultura; entre ellas se incluyen a la tilapia

(Oreochromis spp), trucha (Oncorhynchus mykiss), perca europea (Perca

fluviatilis) y Artic char, una variedad de trucha proveniente del Canadá

(Salvelinus alpinus). De todas estas especies la que se ha adaptado mejor es la

tilapia, esta especie es tolerante a condiciones fluctuantes del agua, como el

pH, temperatura, oxigeno y sólidos disueltos.

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2.2.3. Características de la calidad de agua

Los peces criados en sistemas de recirculación requieren de agua con

buenas condiciones. Los parámetros de calidad críticos incluyen el oxígeno

disuelto, dióxido de carbono, amonio, nitrato, nitritos, pH, cloro, y otras

características. De estas características van a depender de las especies de

peces y plantas que se cultivan.

2.2.4. Biofiltración y sólidos suspendidos

Los efluentes de la acuicultura contienen nutrientes, sólidos disueltos y

subproductos. Algunos sistemas de acuaponia son diseñados con filtros

intermedios para colectar los sólidos suspendidos, y facilitar la conversión de

amonio y otros productos de desechos a formas mas adecuadas para las

plantas.

2.2.5. Proporción

La proporción se refiere a la relación entre el volumen del agua en el

tanque de los peces y el volumen del medio hidropónico. Iniciasen sus

comienzos, los sistemas acuapónicos se basaban en una tasa de 1:1, pero

actualmente es 1:2 la tasa más usada. La variación en la proporción depende

del tipo de sistema hidropónico (grava versus balsa), especie de pez, densidad

de cultivo del pez, tasa de alimentación, especies de plantas, etc.

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2.3. Algunas experiencias de cultivos acuapónicos

Trucha arco iris – lechuga y albahaca dulce

Adler y col., (2000) describió la relación económica entre un sistema de

recirculación para la producción de 22 680 kg por ciclo de trucha arco iris

(Oncorhynchus mykiss) y una unidad de tratamiento hidropónico, para el cultivo

de lechuga (Latuva sativa) y albahaca dulce (Ocimun basilicum). Esta unidad

hidropónica era capaz de reducir las concentración de los niveles de fósforo en

los efluentes de la granja piscícola a menos de 0.1 mg L-1.

Se determino que la integración de los sistemas de producción de peces y

plantas, genera ahorros económicos, frente a los sistemas individualizados.

Asimismo, el análisis de inversión demostró la rentabilidad del sistema

combinado para un periodo de vida útil de 20 años. La tasa interna de retorno

(TIR), para una inversión de $244,720 fue de 12.5%.

Tilapia – albahaca

Rakocy y col., (2003) realizaron un experimento en un sistema acuapónico

de escala comercial (0.05 ha) ubicado en el trópico. La producción proyectada

anual de tilapia fue de 4.37 t; mientras que la producción de albahaca fue de

2.0, 1.8 y 0.6 kg m-2 usando los sistemas de producción en lotes, escalonadas y

en campo, respectivamente. La producción anual proyectada del sistema fue de

5.0 t de albahaca con la producción escalonada. Los síntomas de la deficiencia

de nutrientes solo aparecieron en el cultivo de albahaca en lotes. Asimismo,

Rakocy y col., (2004) reportaron que en pruebas con tilapia del Nilo

(Oreochromis niloticus), (77 peces m-3) y roja (Oreochromis spp), (154 peces

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m-3) y con cosechas cada 6 semanas, las producciones promedio de las últimas

20 cosechas fueron de 61.5 kg m-3 para tilapia del Nilo y 70.7 kg m-3 para tilapia

roja. El peso promedio fue de 813.8 g para tilapia del Nilo y 512.5 g para tilapia

roja. La producción anual estimada fue de 4.16 t para tilapia del Nilo y 4.78 t

para tilapia roja.

HARINA DE LOMBRIZ
Composición bioquímica de la Lombriz Roja de California

1.- Métodos de Determinación
Humedad : (materia seca) : determinada en estufa a 100-105ºC durante 24 horas
Proteínas : Se determinó la cantidad de Nitrógeno por el método Kjeldhal. Para la conversión de éste en proteína se utilizó el factor 6.25
Cenizas : Estas se determinaron por incineración en un horno mufla a 550ºC durante 24 horas.
Grasas : Determinadas mediante el método de Bligh, E.G. and Dyer, W.J (1959)
Carbohidratos : Determinados mediante el método de Antrona de Klegg
Aminoácidos : Determinados por cromotografía de capa fina bidimensional


2.- RESULTADOS
Resultados Humedad : 88.07 (%)


Proteínas (Peso Húmedo %) : 7,025
Proteínas (Peso Seco %) : 58,875

Cenizas (Peso Húmedo %) : 1,616
Cenizas (Peso seco %) : 13,53

Grasas (Peso Húmedo %) : 0,94
Grasas (Peso Seco %) : 7,94

Carbohidratos (Peso Húmedo %) : 2,34
Carbohidratos (Peso Seco %) : 19,635

Aminoácidos esenciales (los más importantes en la alimentación artificial de peces) :
Valina: 5 , Lisina: 6.6 , Metionina: 1.6 , Arginina: 6.1

(Valores en % para 100 g¯¹ de proteina)

3.- ANÁLISIS DE RESULTADOS

Cabe destacar en estos resultados, que el contenido en materia seca de proteínas (58,87%) coincide totalmente con las necesidades requeridas por los peces, para los cuales puede ser destinada esta harina a base de lombriz. Los peces precisan niveles elevados de proteina entre un 35% y un 60%; con ella deben cubrir sus requerimientos en aminoácidos esenciales.
Shanks en al. (1962) establecieron los diez aminoácidos indispensables para los peces, así como su nivel mínimo en la dieta, entre estos, se analizaron los cuatro más esenciales, cuyos valores se encuentran también englobados dentro de los normales, y son:
Lisina: 3.6 , Metionina: 1.4 , Arginina: 3.5 , Valina: 2.9
Los resultados obtenidos demuestran que ésta fuente de proteína es de alta calidad en cuanto a aminoácidos esenciales.
En cuanto a las grasas, el nivel general en los piensos varía entre un 8 y un 13 %, por lo que el nivel de esta harina de lombriz (7,94%) es adecuado para las necesidades de los peces, ya que al no ser demasiado elevada, se evita el problema de su oxidación. La misión de las grasas es actuar como fuente de energía y que, si escasean, pasan a utilizarse las proteinas para esta función.
Con referencia a las cenizas, el porcentaje es adecuado (13,53%) para una correcta alimentación de peces, los cuales requieren entre un 10 y 22 % en su dieta alimenticia.
Por último en cuanto a los hidratos de carbono, cuyo porcentaje en los piensos varía entre el 2 y el 40 %, el valor obtenido (19,63%) en la harina de lombriz se encuentra dentro de los requerimientos y límites normales en la alimentación artificial de peces.
Los hidratos de carbono no son indispensables, ya que constituyen una fuente secundaria de energía; sin embargo, tienen efectos beneficiosos ya que al facilitar la digestión, aseguran una mejor utilización de las proteínas. También sirven como agente aglutinante del pienso, dándole estabilidad.

4.- CONCLUSIONES

En base a los resultados señalados, es posible concluir que una harina a base de Lombriz Roja de California, posee un gran valor nutritivo en cuanto a proteínas (aminoácidos esenciales), grasas, cenizas e hidratos de carbono, para una buena alimentación de peces.

Análisis realizados por:
Tecnología de productos pesqueros – Facultad de Biología – Universidad de Santiago de Compostela – Coruña – España.