Acuaponía: sistemas multitróficos para la producción sostenible de alimentos

Resumen

La acuaponía es un sistema biointegrado que combina la acuicultura de recirculación con la producción hidropónica de hortalizas, flores y/o hierbas. Los avances logrados tanto por investigadores como por productores han convertido a la acuaponía en un modelo funcional de producción sostenible de alimentos. Esta publicación presenta los sistemas de acuaponía, analiza los aspectos económicos y cómo dar los primeros pasos, e incluye una extensa lista de recursos que orientan al lector hacia materiales educativos impresos y en línea para obtener más asistencia técnica.

Introducción

La acuaponía, también conocida como la integración de la hidroponía con la acuicultura, está ganando cada vez más atención como un sistema de producción de alimentos biointegrado y multitrófico. Esta publicación, escrita originalmente en el año 2000, se ha actualizado para tomar en cuenta las tecnologías, tendencias y filosofías más recientes de la producción de alimentos mediante acuaponía y el funcionamiento de estos sistemas. Presenta la acuaponía y ofrece una amplia variedad de recursos adicionales. No pretende describir los métodos de producción con todo detalle técnico, pero sí ofrece un resumen de los elementos y consideraciones clave. En la sección de Recursos se pueden encontrar referencias a detalles sobre técnicas y métodos de producción específicos, incluyendo manuales e información técnica sobre sistemas concretos.

La acuaponía es un modelo de producción ecológica de alimentos que se basa en varios principios básicos:

• Los productos de desecho de un sistema biológico sirven como nutrientes para un segundo sistema biológico, gracias a la actividad microbiana.
• La integración de peces y plantas da lugar a un policultivo multitrófico que aumenta la diversidad y genera múltiples productos.
• El agua se reutiliza mediante filtración biológica y recirculación.
•  La producción local de alimentos permite acceder a alimentos saludables y fortalece la economía local.

Los microorganismos son el eslabón importante entre los animales y las plantas acuáticas en un sistema acuapónico. Las plantas evolucionaron en asociación con los microorganismos, y la presencia de microbios en todas las partes del sistema acuapónico establece una conexión importante entre los animales y las plantas que facilita la absorción de nutrientes y el vigor de las plantas. El efluente rico en nutrientes proveniente de los tanques de peces se utiliza para fertilizar los lechos de producción hidropónica. Esto es beneficioso para los peces, ya que las raíces de las plantas y las rizobacterias eliminan los nutrientes del agua. Estos nutrientes —generados a partir de los excrementos de los peces, las algas y el alimento en descomposición— son contaminantes que, de no ser así, se acumularían hasta alcanzar niveles tóxicos en los tanques de peces; sin embargo, sirven como fertilizante líquido para las plantas cultivadas hidropónicamente. A su vez, los lechos hidropónicos funcionan como un biofiltro —eliminando amoníaco, nitratos, nitritos y fósforo— para que el agua recién purificada pueda recircularse de nuevo hacia los tanques de peces. Las bacterias nitrificantes que viven en la grava y en asociación con las raíces de las plantas desempeñan un papel fundamental en el ciclo de los nutrientes; sin estos microorganismos, todo el sistema dejaría de funcionar.

La acuaponía aprovecha un proceso natural y, a diferencia de la hidroponía, tiene el potencial de ser un sistema de producción de alimentos sostenible y sin desperdicio. «El suelo no es el único medio biológicamente activo y diverso», señala Nick Savidov, investigador en acuaponía del Lethbridge College (2018). Al igual que el suelo, un sistema acuapónico de circuito cerrado es un ecosistema, y esto representa un cambio de paradigma para muchos productores hidropónicos. La acuaponía no es solo hidroponía más acuicultura… es hidroponía más acuicultura más una comunidad microbiana diversa que facilita el ciclo de los nutrientes.

Raíces de romero cultivadas mediante hidroponía (izquierda) y acuaponía (derecha). Foto: Nick Savidov

Así como la incorporación de peces a los cultivos vegetales aumenta la eficiencia, la incorporación de cultivos vegetales a la acuicultura de recirculación en tierra firme tiene sus propios beneficios. La acuicultura de recirculación requiere que las aguas residuales se traten para eliminar los nutrientes antes de su descarga, por lo general en un cuerpo de agua local. La acuicultura de recirculación es costosa debido al precio del alimento para peces, el costo del tratamiento del agua y los gastos relacionados con los permisos y el vertido. Además, genera un flujo de residuos que debe gestionarse (NHPR, 2018). La incorporación de plantas a un sistema de acuicultura de recirculación introduce un biofiltro natural que trata el agua, la cual luego puede recircularse de vuelta a los peces, creando así un sistema cerrado.

Aunque los sistemas acuapónicos capturan los nutrientes de los efluentes de los peces y los hacen pasar por el componente vegetal del sistema para su filtración, aún existen algunas ineficiencias. Los residuos sólidos de los peces que quedan después de la biofiltración aún deben ser gestionados. Actualmente, los productores gestionan el estiércol de los peces mediante la aplicación en el campo, el compostaje y la digestión anaeróbica (Khiari et al., 2019). Estas prácticas, aunque capturan algunos nutrientes, provocan pérdidas de nutrientes a través de las emisiones de gases de efecto invernadero y la lixiviación. Reciclar los residuos sólidos de los peces y devolverlos al sistema acuapónico cerraría el ciclo y reduciría los desechos prácticamente a cero.

Investigadores del Lethbridge College, en Alberta (Canadá), están estudiando una forma de recuperar los nutrientes de los desechos sólidos de pescado. Mediante biorreactores aeróbicos, han desarrollado un sistema de dos circuitos para el tratamiento de desechos líquidos y sólidos (Khiari et al., 2019). Desde 2005, se han utilizado biorreactores aeróbicos para descomponer y liberar nutrientes minerales que se reincorporan al sistema, con resultados notables (Savidov, 2018). Si bien la suplementación con minerales es común en la acuaponía convencional, el sistema de dos circuitos no la requiere. Los nutrientes de los desechos sólidos que se capturan en el proceso complementan a los nutrientes del efluente líquido, lo que elimina cualquier desperdicio en el sistema.

La tecnología relacionada con la acuaponía es compleja. Requiere la capacidad de gestionar simultáneamente la producción y la comercialización de dos productos agrícolas distintos. Históricamente, la mayoría de los intentos de integrar la hidroponía y la acuicultura tuvieron un éxito limitado. Sin embargo, las innovaciones recientes han transformado la tecnología de la acuaponía en un sistema viable de producción de alimentos. Los sistemas acuapónicos modernos pueden ser muy exitosos, pero requieren una gestión intensiva y una atención cuidadosa a la planificación empresarial y la comercialización, así como el uso de tecnología para el monitoreo y el control del sistema.

Acuaponía: elementos clave y consideraciones

Para que una empresa de acuaponía tenga éxito, se requiere capacitación especial, habilidades y una buena gestión. Los siguientes puntos señalan los elementos clave y las consideraciones que ayudarán a los futuros productores a evaluar la integración de la hidroponía con la acuicultura.

Los productores de invernadero y los agricultores están prestando atención a la acuaponía por varias razones:

• Los cultivadores hidropónicos consideran que el agua de riego enriquecida con excrementos de peces es una fuente de fertilizante orgánico que permite que las plantas crezcan bien.
• Los acuicultores consideran que la hidroponía es un método de biofiltración que facilita la acuicultura intensiva en sistemas de recirculación.
• Los productores de invernadero ven la acuaponía como una forma de introducir al mercado productos hidropónicos orgánicos, ya que el único insumo de fertilidad es el alimento para peces, y todos los nutrientes pasan por un proceso biológico.
• Los invernaderos destinados a la producción de alimentos —que producen pescado y hortalizas en una misma unidad de producción— resultan naturalmente atractivos para el marketing de nicho y el etiquetado ecológico.
• La acuaponía permite producir verduras frescas y proteína de pescado en regiones áridas y en granjas con recursos hídricos limitados, ya que se trata de un sistema de reutilización del agua.
• La acuaponía es un modelo funcional de producción sostenible de alimentos, en el que se integran la agricultura y la ganadería y se combinan el reciclaje de nutrientes y la filtración del agua.
• Además de sus aplicaciones comerciales, la acuaponía se ha convertido en una herramienta de capacitación muy utilizada sobre biosistemas integrados en los programas de formación profesional agrícola y en las clases de biología de la preparatoria.

Funcionamiento básico de un sistema acuapónico

Como ya se ha mencionado, la acuaponía combina dos componentes de producción (peces y hortalizas) para integrar los procesos de alimentación y eliminación de desechos en un sistema cerrado. Los componentes básicos incluyen un tanque de cría de peces, donde los peces consumen el alimento y comienza el ciclo del nitrógeno. Los peces absorben el nitrógeno, lo metabolizan en proteínas y lo excretan al agua como desechos. De ahí, los nutrientes del agua (alimento y heces) se dirigen al tanque de sedimentación, donde se separan los sólidos y se pueden agregar al compost. A continuación viene un tanque de biofiltración, donde las bacterias convierten el amoníaco del nitrógeno residual producido por el tanque de peces en nitrito y luego en nitrato. Luego, el nitrógeno disponible para las plantas se bombea a los lechos de cultivo, donde las plantas lo absorben y se retira del sistema en forma de productos agrícolas. El agua residual de los lechos de cultivo se dirige al sumidero, donde se desgasifica (se le agrega oxígeno y se elimina el dióxido de carbono). Finalmente, el agua se bombea de vuelta al tanque de cría de peces para comenzar el ciclo una vez más.

Tabla 2: Diagrama del UVI. Fuente: Programa de Acuaponía de la Universidad de las Islas Vírgenes

Tipos de sistemas acuapónicos

1. La técnica de película nutritiva (NFT) permite que las raíces de las plantas absorban nutrientes de una película de agua de ½ pulgada con alta exposición al oxígeno. Una pequeña cantidad de agua ingresa por un extremo de un canal o canaleta y fluye por gravedad hacia el otro extremo, donde se drena hacia un área de recolección común. Debido a la elevada superficie potencial, este método permite una mayor producción de plantas con menos agua.

Técnica de película de nutrientes. Foto: purehydroponics.com

2. Uso de un sustrato de gravilla fina, perlita o arcilla expandida en un sistema de inundación y drenaje como medio de cultivo para las plantas. En este sistema no es necesario un biofiltro, ya que las bacterias colonizan las estructuras internas y las tuberías del sistema, lo que proporciona la nitrificación esencial de los desechos de los peces para que las plantas los absorban. El agua fluye constantemente a través del sistema en un ciclo de 20 a 30 minutos para proporcionar una exposición periódica de las raíces de las plantas al agua y al aire. Los sistemas de inundación y drenaje son particularmente adecuados para plantas de alta producción, como los chiles o los jitomates.

Inundación y drenaje. Foto: Nelson and Pade, Inc.

3. Los sistemas de balsas flotantes utilizan una plataforma, generalmente de poliestireno, para sostener las plantas y permitir que las raíces tengan acceso al agua que se encuentra debajo. Al igual que en los sistemas de inundación y drenaje, por lo general no es necesario un biofiltro. La circulación de un gran volumen de agua hacia las raíces genera estabilidad en la temperatura y una mejor calidad del agua.

Balsa flotante. Adaptado de Burden y Pattillo, 2018. Foto: Texas AgriLife Extension

Fuente: Adaptado de Burden y Pattillo, 2018

Hidroponía: La hidroponía es el cultivo de plantas en un medio sin suelo, en el que todos los nutrientes que se suministran al cultivo se disuelven en agua. Los sistemas hidropónicos líquidos emplean la técnica de película nutritiva (NFT), plataformas flotantes y cultivos en agua sin circulación. Los sistemas hidropónicos con sustratos emplean medios inertes, orgánicos y mixtos contenidos en configuraciones de bolsas, canaletas, zanjas, tuberías o bancales. Los sustratos agregados utilizados en estos sistemas incluyen perlita, vermiculita, grava, arena, arcilla expandida, turba y aserrín. Normalmente, las plantas hidropónicas se fertilizan mediante fertirrigación (fertilizantes solubles inyectados en el agua de riego) en un ciclo periódico para mantener las raíces húmedas y proporcionar un suministro constante de nutrientes. Estos nutrientes hidropónicos suelen derivarse de fertilizantes sintéticos comerciales, como el nitrato de calcio, que son altamente solubles en agua. Sin embargo, la hidroponía orgánica —basada en fertilizantes orgánicos solubles como el hidrolizado de pescado— es una práctica emergente. Las fórmulas hidropónicas se basan en formulaciones químicas que proporcionan concentraciones precisas de elementos minerales. El suministro controlado de nutrientes, agua y las modificaciones ambientales en condiciones de invernadero son razones fundamentales por las que la hidroponía tiene tanto éxito.

Nutrientes en los efluentes de la acuicultura: Los productores de invernadero suelen controlar el suministro de cantidades precisas de elementos minerales a las plantas hidropónicas. Sin embargo, en la acuaponía, los nutrientes se suministran a través de los efluentes de la acuicultura. Los efluentes de los peces contienen niveles suficientes de amoníaco, nitrato, nitrito, fósforo, potasio y otros nutrientes secundarios y micronutrientes para el cultivo de plantas hidropónicas. Naturalmente, algunas especies de plantas se adaptan mejor a este sistema que otras. Para obtener detalles técnicos sobre el suministro de nutrientes en la acuaponía, véase *Sistemas de producción en tanques de acuicultura de recirculación: Acuaponía — Integración del cultivo de peces y plantas* (Rakocy et al., 2006).

Plantas adaptadas a la acuaponía: La selección de especies vegetales adaptadas al cultivo hidropónico en invernaderos acuapónicos está relacionada con la densidad de población de los tanques de peces y la consiguiente concentración de nutrientes en el efluente acuícola. La lechuga, las hierbas aromáticas y las verduras especiales (espinaca, cebollín, albahaca y berro) tienen requisitos nutricionales bajos a medios y se adaptan bien a los sistemas acuapónicos.

Las plantas frutales (tomates, pimientos y pepinos) tienen mayores necesidades nutricionales y se desarrollan mejor en un sistema acuapónico bien establecido y con alta densidad de plantas. Las variedades de tomate de invernadero se adaptan mejor a las condiciones de poca luz y alta humedad de los invernaderos que las variedades de campo.

Especies de peces: Varias especies de peces de agua cálida y fría se han adaptado a los sistemas de acuicultura de recirculación, entre ellas la tilapia, el salmón, la trucha, la perca, el salvelino ártico y la lubina. Sin embargo, la mayoría de los sistemas acuapónicos comerciales en América del Norte se basan en la tilapia. La tilapia es una especie de agua cálida que crece bien en un sistema de recirculación en tanques. Además, la tilapia es tolerante a las fluctuaciones en las condiciones del agua, como el pH, la temperatura, el oxígeno y los sólidos disueltos. La tilapia produce una carne de carne blanca adecuada para los mercados locales y mayoristas. La literatura sobre la tilapia contiene una amplia documentación técnica y procedimientos de cultivo. En Australia, las especies de barramundi y bacalao del Murray se crían en sistemas acuapónicos de recirculación.

Características de la calidad del agua: Los peces criados en sistemas de recirculación requieren buenas condiciones de calidad del agua. Los kits de análisis de la calidad del agua que ofrecen las empresas de suministros para la acuicultura son fundamentales. Los parámetros críticos de la calidad del agua incluyen el oxígeno disuelto, el dióxido de carbono, el amoníaco, los nitratos, los nitritos, el pH, el cloro y otras características. La densidad de población de peces, su tasa de crecimiento, la frecuencia y el volumen de alimentación, así como las fluctuaciones ambientales relacionadas, pueden provocar cambios rápidos en la calidad del agua; por lo tanto, es esencial realizar un monitoreo constante y minucioso de la calidad del agua.

Biofiltración y sólidos en suspensión: Los efluentes de la acuicultura contienen nutrientes, sólidos disueltos y subproductos de desecho. Algunos sistemas acuapónicos están diseñados con filtros intermedios y cartuchos para recoger los sólidos en suspensión presentes en los efluentes de los peces y facilitar la conversión del amoníaco y otros productos de desecho en formas más accesibles para las plantas, antes de su distribución a los lechos de hortalizas hidropónicas. Otros sistemas distribuyen los efluentes de los peces directamente a los lechos de hortalizas hidropónicas cultivadas sobre grava. La grava funciona como un «biorreactor de lecho fluidizado», que elimina los sólidos disueltos y proporciona un hábitat para las bacterias nitrificantes involucradas en las conversiones de nutrientes. Los manuales de diseño y la documentación técnica a los que se accede desde la sección de Recursos pueden ayudar a los productores a decidir qué sistema es el más adecuado.

Proporción de componentes: La relación entre el volumen de agua del tanque de peces y el volumen del sustrato hidropónico se conoce como relación entre componentes. Los primeros sistemas de acuaponía se basaban en una relación de 1:1, pero hoy en día es común la relación de 1:2 y se emplean relaciones entre el tanque y el lecho de hasta 1:4. La variación en este rango depende del tipo de sistema hidropónico (grava vs. balsa), la especie de pez, la densidad de peces, la frecuencia de alimentación, las especies de plantas, etc. Además, en los sistemas de lechos poco profundos, donde se utilizan solo tres pulgadas de profundidad para la producción de verduras especiales como la lechuga y la albahaca, el área de cultivo en pies cuadrados se multiplicará por cuatro. Dependiendo del diseño del sistema, la proporción de los componentes puede favorecer un mayor rendimiento, ya sea de productos hidropónicos o de proteína de pescado. Un «nodo» es una configuración que conecta un tanque de peces con un número determinado de lechos hidropónicos. Por lo tanto, un invernadero puede contener múltiples tanques de peces y lechos de cultivo asociados, cada uno dispuesto en un nodo independiente.

El sistema acuapónico de la Universidad de las Islas Vírgenes

El Dr. James Rakocy y sus colaboradores de la Universidad de las Islas Vírgenes (UVI) han trabajado en el desarrollo de un sistema acuapónico a escala comercial durante más de treinta y ocho años. Rakocy, quien ahora se dedica a la consultoría en acuaponía, considera que los sistemas integrados de reutilización de agua son una solución viable para la producción sostenible de alimentos, especialmente en los países en desarrollo y en las regiones áridas —como las islas del Caribe— donde el agua dulce es escasa.

Sistema acuapónico de la UVI. Foto: Universidad de las Islas Vírgenes

En el sistema Rakocy, se crían tilapias del Nilo y tilapias rojas en tanques de piscicultura, y los efluentes de la acuicultura se canalizan hacia un sistema hidropónico de plataformas flotantes. Se han cultivado con éxito albahaca, lechuga, okra y otros cultivos, con una calidad y rendimientos excepcionales.

Los componentes del sistema son los siguientes: cuatro tanques de cría de peces de 2,060 galones cada uno, clarificadores, tanques de filtración y desgasificación, difusores de aire, sumidero, tanque de adición de sustrato, tuberías y bombas, y seis canaletas hidropónicas que suman un total de 2,303 pies cuadrados (Aquaponic Doctors, sin fecha). El pH se monitorea diariamente y se mantiene entre 7,0 y 7,5 mediante la adición alterna de hidróxido de calcio e hidróxido de potasio al tanque de adición de base, lo que amortigua el sistema acuático y, al mismo tiempo, aporta iones de calcio y potasio. El único otro nutriente suplementario necesario es el hierro, que se agrega en forma quelada una vez cada tres semanas.

La tilapia se siembra a una densidad de 77 peces por metro cúbico en el caso de la tilapia del Nilo, o de 154 peces por metro cúbico en el caso de la tilapia roja, y se cultiva durante 24 semanas. El calendario de producción está escalonado de manera que se cosecha un tanque cada seis semanas. Tras la cosecha, el tanque se repuebla de inmediato. Los peces se alimentan tres veces al día con un pienso completo en gránulos flotantes con un 32 % de proteína. La producción anual proyectada es de 4,16 toneladas métricas de tilapia del Nilo y de 4,78 toneladas métricas de tilapia roja.

En un experimento destacado, los investigadores de la UVI compararon los rendimientos de una hierba de hoja (albahaca) y un vegetal fructífero (okra) cultivados en sistemas acuapónicos frente a sistemas de producción en campo. La albahaca y la okra se cultivaron en un sistema hidropónico de balsas. Los rendimientos de la albahaca acuapónica fueron tres veces mayores que los de la cultivada en campo, mientras que los rendimientos de la okra acuapónica fueron 18 veces mayores que los de la cultivada en campo. Basándose en un precio de mercado en las Islas Vírgenes de EE. UU. de 22 dólares por kilogramo para la albahaca fresca con tallos, los investigadores calcularon el potencial de ingresos brutos. El método acuapónico generaría 515 dólares por metro cúbico al año, o 110 210 dólares por sistema al año. Esto se compara con la albahaca producida en campo, que genera 172 dólares por metro cúbico al año, o 36 808 dólares al año, para la misma superficie de producción. Cuando se incluyen las ventas de pescado, el sistema acuapónico genera 134 245 dólares (Rakocy et al., 2004).

El equipo de investigación de la UVI ofrece cada año un curso breve sobre acuaponía en la estación experimental agrícola de la UVI con el fin de brindar apoyo técnico especializado. El curso es el programa de capacitación educativa más destacado disponible para los agricultores de todo el mundo.

Programa de Acuaponía y Acuicultura

Véase también: Sistemas de acuaponía

Véase especialmente:

Actualización sobre la producción de tilapia y hortalizas en el sistema acuapónico UVI. Por James E. Rakocy, Donald S. Bailey, R. Charlie Shultz y Eric S. Thoman. Páginas 676-690. En: Nuevas dimensiones en el cultivo de la tilapia: Actas del Sexto Simposio Internacional sobre la Tilapia en la Acuicultura, celebrado del 12 al 16 de septiembre de 2004 en Manila, Filipinas.
Artículo de las actas (15 páginas)
Presentación en PDF (49 páginas)

Producción acuapónica de tilapia y albahaca: comparación entre un sistema de cultivo por lotes y uno escalonado. Por James E. Rakocy, R. Charlie Shultz, Donald S. Bailey y Eric S. Thoman. Estación Experimental Agrícola, Universidad de las Islas Vírgenes.

Aspectos económicos y planificación empresarial para la acuaponía

Se ha demostrado, en algunos estudios de investigación y aplicaciones comerciales, que un sistema acuapónico combinado de recirculación que integra peces y hortalizas ofrece beneficios tanto económicos como ambientales. El uso compartido de recursos (es decir, agua y nutrientes) puede dar lugar a una reducción del uso de fertilizantes y de la descarga de aguas residuales, así como a un menor consumo de agua en la producción de hortalizas. La producción acuapónica puede ser viable, pero requiere una gran inversión inicial y costos operativos anuales que superan los 100 000 dólares en los sistemas exitosos (Holliman et al., 2008).

La acuaponía comercial sigue siendo relativamente nueva, y los modelos de negocio más exitosos suelen ser operaciones de mayor escala. Greenfeld et al. (2018) señalan que, además de las consideraciones de escala (donde los sistemas más grandes tienen una ventaja económica), la rentabilidad depende en gran medida de los precios de venta al público y de planes de negocio mejorados. Los productores exitosos prestan mucha atención a la planificación financiera y la gestión de riesgos, comprenden la importancia de la percepción del consumidor (y la consiguiente disposición a pagar más por el valor agregado) y comunican a sus clientes los beneficios ambientales de los sistemas acuapónicos.

Sin embargo, la acuaponía puede ser una buena opción para los agricultores principiantes de pequeña y mediana escala que realmente analicen a fondo sus planes de mercadotecnia y comprendan lo que se necesita para vender su producto. Las operaciones exitosas de acuaponía son negocios complejos que requieren un alto grado de planificación, y la posibilidad de fracasar es real. «Hay un patrón común entre los productores que fracasan en la acuaponía», dice Kevin Heidemann, un exestudiante de posgrado de la Universidad Estatal de Kentucky que llevó a cabo un extenso estudio económico sobre la acuaponía (véase Heidemann, 2015). «Los costos iniciales pueden oscilar entre 1 millón y 1,5 millones de dólares… ¡para vender lechuga! [Piénsalo bien…]. La comercialización suele ser una cuestión secundaria, pero los productores rentables la han tenido en cuenta desde el principio» (Heidemann, 2018). Aunque los costos de terreno y equipo agrícola suelen ser más bajos para las operaciones de acuaponía (no necesitarás mucho terreno ni un tractor con una variedad de implementos), sí necesitarás algunos equipos especializados, como tanques, tuberías de recirculación y bombas, iluminación, camas de cultivo y tecnología de control climático, además de un invernadero si no vives en una región subtropical.

Los costos operativos también pueden ser elevados, y tu presupuesto deberá incluir alevines de pescado y plántulas de hortalizas, costos de procesamiento, servicios públicos para calefacción, mano de obra y, sobre todo, alimento para peces. En la mayoría de las operaciones, los productores acuapónicos obtienen rentabilidad con el componente de hortalizas, pero es más difícil lograr rentabilidad tanto con los peces como con las hortalizas. Es de esperarse que el componente de peces de una operación acuapónica tenga los mayores costos operativos (por alimento y energía), pero también el menor potencial de ingresos. Dado que el componente de peces del sistema suele tener los costos más altos en un sistema acuapónico, la parte de hortalizas, debido a los requisitos de nutrientes de los cultivos, puede determinar el tamaño del componente de peces de la operación. Por esta razón, la relación de costos entre peces y hortalizas es de suma importancia. Las granjas acuapónicas exitosas suelen mantener buenas relaciones de costos entre peces y hortalizas y comercializan peces y hortalizas de alto valor en mercados de gama alta para mantener rendimientos rentables en ambos componentes. Por lo tanto, un plan de mercadotecnia sólido es crucial, y no es sorprendente encontrar que ese es un punto en común entre los productores acuapónicos exitosos.

Acuaponía a pequeña escala

Un sistema acuapónico a pequeña escala puede complementar un huerto doméstico y proporcionar una fuente saludable de alimentos. Si no te interesa una operación a escala comercial, pero tienes en mente un proyecto pequeño para tu propiedad, tu patio trasero o tu pequeña granja, consulta el documento «Principios de la acuaponía a pequeña escala» del Centro Regional de Acuicultura del Sur.

Dada la importancia del mercadotecnia y las ventas, así como los elevados costos iniciales y de operación que generará un negocio de acuaponía, deberás analizar a fondo y considerar algunas preguntas prácticas que te ayudarán a determinar si un negocio de acuaponía es viable para ti. Una de las mejores formas de hacerlo es elaborar un plan de negocios y mercadotecnia integral. Algunas preguntas que debes plantearte son:

• ¿Cuáles son los requisitos normativos que deberá tener en cuenta? (véase «Licencias y permisos» más abajo)
• ¿Quiénes son tus clientes potenciales y es fácil llegar a ellos?
• ¿Tus productos son únicos y/o de alta calidad? ¿Hay mucha demanda?
• ¿Tienes la posibilidad de vender pescado de alta calidad a un mercado confiable a un precio justo?
• ¿Hay verduras frescas disponibles actualmente en su mercado? De ser así, ¿qué tipo de verduras se cultivan en su zona? ¿En qué volumen y a qué precio, y durante qué temporada?

Un estudio global reciente reveló que la mayoría de las 257 granjas de acuaponía encuestadas tuvieron pérdidas económicas (Bosma et al., 2017). Por lo tanto, nunca está de más destacar la importancia de comercializar productos de alto valor procedentes de los sistemas de acuaponía. Las operaciones de acuaponía más rentables suelen encontrarse en zonas donde las verduras frescas son caras y donde los consumidores están acostumbrados a pagar precios más altos (Engle, 2015). Por muchas razones, la acuaponía es una actividad arriesgada. Desarrollar una estrategia de mercadotecnia competitiva y realista, así como establecer una relación de costos viable entre el pescado y las verduras, son factores clave para determinar la rentabilidad de la producción acuapónica.

Sistema acuapónico. Foto: Estación Experimental de la Universidad de New Hampshire

Tu plan debe ser lo más realista posible y tomar en cuenta todos los costos. La mejor manera de elaborar un plan y un presupuesto completos es analizar lo que han hecho otros operadores exitosos y partir de ahí. Heidemann (2015) realizó un estudio exhaustivo de tres sistemas comerciales de acuaponía en Texas, Florida y las Islas Vírgenes de los Estados Unidos, el cual puede ser útil para elaborar un presupuesto para una nueva operación. Contiene presupuestos detallados, que incluyen costos de construcción y puesta en marcha, costos operativos y cifras de ingresos. Para obtener más información, consulta:

• Estudio de caso n.º 1 sobre acuaponía comercial: Análisis económico de Lily Pad Farms. 2015. Por Kevin Heidemann.
• Estudio de caso n.º 2 sobre acuaponía comercial: Análisis económico de Traders Hill Farms. 2015. Por Kevin Heidemann.
• Estudio de caso n.º 3 sobre acuaponía comercial: Análisis económico del sistema de acuaponía comercial de la Universidad de las Islas Vírgenes. 2015. Por Kevin Heidemann.

«Los pocos estudios realizados hasta la fecha muestran un buen potencial de rentabilidad para las hortalizas producidas mediante acuaponía, aunque la parte dedicada a la piscicultura podría alcanzar el punto de equilibrio o incurrir en una pérdida neta. Para que las hortalizas y el pescado producidos mediante acuaponía sean rentables, será necesario que se vendan a precios más altos en los mercados de alta gama. Los costos y riesgos adicionales asociados a estos sistemas complejos deben analizarse cuidadosamente antes de invertir en acuaponía» (Engle, 2015).

Licencias y permisos

Los futuros operadores de sistemas acuapónicos deben estar al tanto de los tipos de permisos o licencias que puedan requerirse en sus estados y municipios. «Las autoridades estatales y locales suelen regular las actividades y expedir permisos relacionados con la zonificación, la construcción, el uso de la tierra y el agua. También supervisan el vertido de desechos, así como las prácticas de producción acuícola y las especies» (Rumley, 2010). Dependiendo de las preocupaciones relacionadas con los recursos, las agencias establecen procedimientos de autorización para garantizar que se aborden los temas relacionados con los recursos hídricos, las especies invasoras y la salud humana.

Es muy probable que el educador de extensión cooperativa de tu condado o los coordinadores estatales de acuicultura (consulta los recursos más abajo) puedan brindarte buenos consejos sobre por dónde empezar al pensar en obtener los permisos necesarios para la acuaponía. Al igual que en la agricultura de valor agregado en tierra, la producción y venta acuapónicas requerirán sistemas que aborden la seguridad alimentaria, la conservación de los recursos naturales, el procesamiento en la granja y la comercialización de los productos, así como la obtención de permisos para edificios y estructuras.

Evaluación de una empresa de acuaponía

La acuaponía es un sistema integrado de producción de alimentos que es más complejo que la hidroponía, requiere más capacitación y presenta mayores desafíos de comercialización. La transición hacia un sistema de producción más ecológico y sostenible exige un cambio de mentalidad en la comunidad empresarial dedicada a la hidroponía. Como sugiere esta publicación, la acuaponía puede llevarse a cabo de manera eficiente porque da un paso más allá, a un nivel en el que los desechos se vuelven parte integral del sistema y en el que el componente microbiano es fundamental para proporcionar fertilidad a las plantas.

Actualmente existe una bifurcación en la industria de la acuaponía. Por un lado, están los grandes actores (por ejemplo, Superior Fresh en Wisconsin); por otro, las operaciones de pequeña y mediana escala (por ejemplo, Cabbage Hill Farm en Nueva York); y, por último, las operaciones aún más pequeñas que dependen de contenedores IBC y barriles reciclados, incluyendo tecnologías de «hazlo tú mismo» difundidas en YouTube y otros medios. Estas escalas de operación son muy diferentes. Ya seas un agricultor principiante que está explorando la acuaponía como negocio o un agricultor con experiencia que busca expandirse, hay algunos factores importantes que debes considerar antes de incurrir en el gasto de instalar un sistema.

En primer lugar, es importante saber que en la acuaponía se trata con dos formas de vida diferentes que deben mantenerse en óptimas condiciones de salud a través de una variedad de condiciones que cambian constantemente (por ejemplo, el pH y la temperatura). Tendrás que considerar el tamaño de la operación que puedas manejar de manera viable y tendrás que informarte sobre el proceso de obtención de permisos. Iniciar una operación de acuaponía implica una curva de aprendizaje muy pronunciada y prolongada. La mayoría de los principiantes subestiman drásticamente lo difícil que puede ser operar un sistema multitrófico, y los administradores deben estar siempre a la vanguardia de su oficio. Es importante que no te lances a la acuaponía de forma apresurada. En su lugar, considera dedicar un año a un sistema más pequeño para aprender y sacar provecho de todos los errores que seguramente cometerás. Cuando hayas adquirido algo de experiencia práctica, podrás redactar un plan de negocios y de mercadotecnia verdaderamente realista y estarás en una posición mucho mejor para obtener ganancias con la acuaponía (Filipowich, 2018).

Jonathan Van Senten, investigador científico en economía y mercadotecnia de la acuicultura en el Centro de Investigación y Extensión Agrícola de Virginia Tech, ofrece consejos útiles para quienes deseen iniciar un proyecto de acuaponía (2018). En primer lugar, sea conservador al estimar los costos y los precios al elaborar su plan de negocios. Tome en cuenta los costos de la inversión inicial, como el terreno, los edificios y los invernaderos, la depreciación y los impuestos. Los costos de producción (poblaciones de peces y plántulas, alimento, control de enfermedades, mano de obra, combustible) pueden variar, y además están los costos relacionados con el procesamiento y la comercialización. Los estudios de caso de SARE mencionados anteriormente pueden ser de gran ayuda para estimar sus costos de puesta en marcha y de operación.

En segundo lugar, ten un conocimiento profundo de lo que estás vendiendo. Quizás tengas una idea de en qué consiste tu negocio y de los productos que ofreces, pero no todos lo ven de la misma manera. Es posible que estés demasiado involucrado con tu producto y lo veas desde tu propia perspectiva. Observa tu negocio de manera integral con una nueva perspectiva y trata de entender qué es lo que ve el público cuando pones tus productos a la venta. Quizás vendas lechuga y tilapia, pero ¿qué hay de los aspectos menos tangibles de tu oferta que cuentan una historia y pueden conectar con tus clientes? Tal vez puedas promocionar el aspecto local y sostenible de tu negocio.

En tercer lugar, lleva un registro financiero adecuado y preciso. La acuaponía, como ya se ha mencionado, es compleja, y comprender tu flujo de efectivo, tus gastos operativos y la depreciación puede ayudarte a realizar pequeños ajustes para ser más eficiente y productivo.

Por último, piensa en qué esperas obtener de tu negocio. ¿Cuáles son tus metas? ¿Te interesa un trabajo de tiempo completo para mantener a tu familia? ¿Lo más importante para ti es abordar la inseguridad alimentaria y/o la sostenibilidad, al tiempo que logras cubrir los gastos del negocio? Sea cual sea tu meta, empieza poco a poco y no arriesgues demasiado hasta que comprendas el sistema y las cifras. Date uno o dos años con un sistema más pequeño para cometer errores y aprender; así estarás en una posición mucho mejor para expandirte.

Construir y equipar un invernadero acuapónico de escala comercial puede costar más de 30 000 dólares, dependiendo del diseño del sistema y la elección de los componentes. Debido a la naturaleza altamente técnica de la acuaponía y a los gastos asociados con la producción en invernadero, se recomienda a los futuros productores que investiguen a fondo los métodos de producción y el potencial de mercado. A continuación se enumeran una serie de consideraciones y oportunidades de aprendizaje orientadas a evaluar un proyecto empresarial de invernadero acuapónico.

1. Los invernaderos acuapónicos producen dos tipos de alimentos. Para evaluar la rentabilidad del invernadero, averigua cuáles son los rendimientos típicos y los precios de mercado de las verduras hidropónicas y el pescado, e investiga los mercados locales y regionales, así como los puntos de venta relacionados. Las ventas al por menor directamente desde tu invernadero o en un puesto al borde de la carretera podrían ser la opción ideal, pero esto dependerá de tu ubicación.
2. La acuaponía es un método de hidroponía, y la hidroponía es un método de producción en invernadero. Considera alternativas más sencillas y de menor costo. El cultivo en bolsas de hortalizas de invernadero —el cultivo de plantas en bolsas de polietileno llenas de mezclas para macetas a base de compost— es una forma sencilla y productiva de iniciarse en la producción de hortalizas en invernadero. Es posible que pronto descubras que tu mayor desafío es la comercialización semanal de productos frescos, más que la producción exitosa de hortalizas. Esto incluye la mano de obra para cosechar las hortalizas, la clasificación y el empaque con etiquetas de marca, los métodos de manejo poscosecha para mantener una calidad superior y la entrega rápida de productos perecederos a mercados establecidos.
3. Lee publicaciones técnicas y de divulgación sobre acuicultura de recirculación y acuaponía para familiarizarte con los métodos de producción, los rendimientos y los precios de mercado del pescado fresco y las hortalizas hidropónicas. Los recursos que se enumeran a continuación te brindan acceso rápido a material de lectura, diagramas e imágenes, así como a información relacionada.
4. Visita un invernadero acuapónico para observar de primera mano cómo funciona. Toma muchas fotos para documentar los componentes del sistema y cómo se relacionan entre sí. Ten en cuenta que los productores acuapónicos son personas muy ocupadas que han invertido mucho tiempo y recursos en poner en marcha sus negocios.
5. Asiste a un curso breve. Uno de los más destacados es el que ofrece la Universidad de las Islas Vírgenes. Nelson and Pade, Inc. cuenta con una lista de cursos de capacitación y seminarios. Además, las sociedades y asociaciones de acuicultura suelen ofrecer conferencias y talleres que abordan diversos aspectos de la producción acuapónica. Consulta la sección «Organizaciones y revistas de acuicultura y acuaponía» en la sección «Recursos adicionales» más abajo para obtener más detalles.
6. Consigue uno o dos manuales de capacitación en acuaponía que ofrezcan especificaciones técnicas detalladas. El libro *Aquaponic Food Production: raising fish and plants for food and profit*; el folleto *Desktop Aquaponics Booklet*; y el plan de estudios de acuaponía de Nelson and Pade, Inc. son buenos puntos de partida. Cuando estés listo para explorar un sistema comercial, la *Guía de acuaponía* de *Backyard Aquaponics* de Joel Malcolm, en Australia Occidental, contiene especificaciones técnicas detalladas e ilustraciones. Para obtener más información sobre cómo acceder a estos manuales de capacitación, consulta la sección «Recursos adicionales» a continuación.
7. Contrata a un consultor agrícola para recibir asesoramiento y consultoría de expertos, y para reducir el tiempo y los riesgos que implica dar los primeros pasos. En la sección «Recursos adicionales» que aparece a continuación se incluyen algunos consultores con experiencia en acuaponía.
8. Por último, evita el «impulso del inventor» de reinventar la rueda. Los operadores exitosos de invernaderos acuapónicos ya han definido los componentes del sistema y los métodos de producción, basándose en años de investigación y experiencia. Elige uno de los modelos existentes y réplicalo en la medida de lo posible. El viejo dicho, «Primero pon el motor en marcha, luego ajusta el carburador», se puede aplicar perfectamente a los invernaderos acuapónicos que están dando sus primeros pasos.

Referencias

Aquaponic Doctors. Sin fecha. Biografía de James Rakocy.

Bosma, Roel H., Ysette Lacambra, Ynze Landstra, Chiara Perini, Joline Poulie, Marie J. Schwaner y Yi Yin. 2017. La viabilidad financiera de la producción de pescado y hortalizas mediante acuaponía. Aquacultural Engineering. Volumen 78, Parte B. págs. 146-154.

Burden, Dan y D. Allen Pattillo. 2018. Acuaponía. Centro de Recursos de Comercialización Agrícola. Universidad Estatal de Iowa.

Engle, Carole R. 2015. La economía de la acuaponía. Centro Regional de Acuicultura del Sur.

Filipowich, Brian. Asociación de Acuaponía. Comunicación personal, 2018.

Greenfeld, Asael, Nir Becker, Jennifer McIlwain, Ravi Fotedar y Janet F. Bornman. 2018. ¿Es la acuaponía económicamente viable? Identificación de la brecha entre el potencial y las incertidumbres actuales. Reviews in Aquaculture, 1–15.

Heidemann, Kevin. 2015. Análisis económico de los sistemas de producción acuapónica comercial. Informe final del proyecto SARE GS13-125.

Heidemann, Kevin. Director del proyecto SARE de la Universidad de Kentucky. Comunicación personal, 2018.

Holliman, J.B., J. Adrian y J.A. Chappell. 2008. Integración de sistemas de producción de tomate hidropónico y de acuicultura de recirculación en interiores: un análisis económico. Informe especial n.º 6. Estación Experimental Agrícola de Alabama. Universidad de Auburn.

Khiari, Zied, Soba Kaluthota y Nick Savidov. 2019. Bioconversión aeróbica de residuos sólidos de la acuicultura en fertilizante líquido: Efectos de los parámetros del bioproceso en la cinética de la mineralización del nitrógeno. Aquaculture. Vol. 500. págs. 492–499.

NHPR. 2018. ¿El futuro de la alimentación? Acuicultura y acuaponía. Radio Pública de New Hampshire, 20 de noviembre.

Rakocy, James E., Michael P. Masser y Thomas M. Losordo. 2006. Sistemas de producción acuícola en tanques de recirculación: acuaponía — Integración del cultivo de peces y plantas. Centro Regional de Acuicultura del Sur.

Rumley, Elizabeth R. 2010. La acuicultura y la Ley Lacey. Centro Nacional de Derecho Agrario, Universidad de Arkansas.

Savidov, Nick. 2016. Agroecología en la acuaponía. Presentación para el curso de pesca de la NOA, Lethbridge College, Ontario.

Savidov, Nick. Investigador en acuaponía del Lethbridge College. Comunicación personal, 2018.

Van Senten, Jonathan. Investigador científico en economía y mercadotecnia de la acuicultura en el Centro de Investigación y Extensión Agrícola de Virginia Tech. Comunicación personal, 2018.

Recursos adicionales

Consultores agrícolas especializados en hidroponía y acuicultura integradas

Brian Filipowich
Anacostia Aquaponics
Washington, DC

Dr. James Rakocy y Dr. Wilson Lennard
Los especialistas en acuaponía

Fisheries Technology Associates, Inc.
506 Wabash Street
Fort Collins, CO 80522-3245
970-225-0150

Nelson and Pade, Inc.
Apartado postal 761
Montello, WI 53949
608-297-8708

Pentair Aquatic Eco-Systems, Inc.
400 Regency Forest Drive, Suite 300
Cary, NC 27518
407-543-1204

The Aquaponic Source
5151 Ward Rd, Unidad 3
Wheat Ridge, CO 80033
303-720-6604

Alimentos alternativos para la acuicultura

Alimentos para la acuicultura: abordar la sustentabilidad a largo plazo del sector. 2012. Por A.G.J. Tacon, M.R. Hasan, G. Allan, A.-F. El-Sayed, A. Jackson, S.J. Kaushik, W.-K. Ng, V. Suresh y M.T. Viana. 2012. En: R.P. Subasinghe, J.R. Arthur, D.M. Bartley, S.S. De Silva, M. Halwart, N. Hishamunda, C.V. Mohan y P. Sorgeloos (eds.). Cultivar las aguas para las personas y la alimentación. Actas de la Conferencia Mundial sobre Acuicultura 2010, Phuket, Tailandia. FAO, Roma y NACA, Bangkok.
[Del resumen:] El debate actual sobre el uso de productos marinos como ingredientes para piensos acuícolas se centra en los recursos de harina y aceite de pescado; sin embargo, es más probable que la sostenibilidad del sector acuícola esté vinculada al suministro sostenido de proteínas animales y vegetales terrestres, aceites y fuentes de carbohidratos para piensos acuícolas, sobre todo porque una proporción significativa de la producción acuícola corresponde a especies no carnívoras. Por lo tanto, los países productores de acuicultura deberían poner mayor énfasis en maximizar el uso de fuentes de ingredientes de calidad para alimentos para peces disponibles localmente y alejarse del uso de recursos alimenticios que podrían destinarse al consumo humano.

Fuentes alternativas de proteínas para alimentos acuícolas. 2012. Por Ferouz Y. Ayadi, Kurt A. Rosentrater y Kasiviswanathan Muthukumarappan. Revista de Ciencia y Nutrición de Alimentos Acuícolas. Vol. 4, n.º 1. págs. 1-16.
[Del resumen:] Analiza fuentes alternativas de proteínas y examina los problemas y las ventajas de los subproductos animales, los subproductos pesqueros, las proteínas bacterianas y las proteínas vegetales, y aborda los valores nutricionales y las raciones de alimentación.

La alimentación en la acuicultura en una era de recursos finitos. 2009. Por Rosamond L. Naylor, Ronald W. Hardy, Dominique P. Bureau, Alice Chiu, Matthew Elliott, Anthony P. Farrell, Ian Forster, Delbert M. Gatlin, Rebecca J. Goldburg, Katheline Hua y Peter D. Nicholsi. Actas de la Academia Nacional de Ciencias. Vol. 106, n.º 36. p. 15103–15110.
[Del resumen:] Este artículo analiza las tendencias en el uso de harina y aceite de pescado en los alimentos industriales para acuicultura, mostrando una reducción en las tasas de inclusión, pero un mayor uso total asociado con el aumento de la producción acuícola y la demanda de pescado con alto contenido de aceites omega-3 de cadena larga. Con los incentivos económicos y normativos adecuados, la transición hacia materias primas alternativas podría acelerarse, allanando el camino para un consenso de que la acuicultura está ayudando al océano, no agotándolo.

La importancia de los alimentos para animales: Satisfacer la demanda de alimentos en la acuicultura. 2015. Por Albert G.J. Tacon y Marc Metian. Reviews in Fisheries Science & Aquaculture. Vol. 23. págs. 1–10.
[Del resumen:] Este artículo busca realizar un análisis global del crecimiento de la acuicultura y su papel en la producción mundial de alimentos, así como actualizar las estimaciones de las especies de peces y crustáceos que dependen de los alimentos compuestos.

Alimentación ecológica en la piscicultura marina: Cómo comunicar los parámetros de referencia del agua a las partes interesadas. 2009. Por Therese A. M. Jansson. Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas, Departamento de Economía, Tesis de licenciatura en Administración de Empresas.
[Del resumen:] Se debe reducir el uso de harina y aceite de pescado no sostenibles (de recursos limitados) y costosos. El reto consiste en identificar sustitutos más ecológicos y económicos para la harina y el aceite de pescado no sostenibles. Se han realizado varios ensayos para reducir la proporción de harina de pescado no sostenible en la acuicultura de aguas profundas, en los que, por ejemplo, el alimento se ha sustituido en cierta medida por harina de soya. No obstante, es fundamental que el sustituto de la harina y el aceite de pescado mantenga tanto la calidad como la cantidad de producción que logran los productos originales.

Las microalgas en los alimentos para acuicultura: hacia una industria acuícola sostenible. 2017. Por Mahfuzur Rahman Shah, et al. Journal of Applied Phycology.
[Del resumen:] Esta revisión exhaustiva resume los avances más importantes y recientes en el uso de microalgas como suplemento o aditivo alimentario para sustituir la harina y el aceite de pescado en la acuicultura.

Fuentes de aceite n-3 para su uso en la acuicultura: alternativas a la captura insostenible de peces silvestres. 2008. Por Matthew R. Miller, Peter D. Nichols y Chris G. Carter. Nutrition Research Reviews. Vol. 21, n.º 2. págs. 85–96.
[Del resumen:] Se destacan los beneficios y los retos que implica cambiar el aceite utilizado en la alimentación en la acuicultura y se comparan cuatro fuentes potenciales principales distintas del aceite de pescado. Estas fuentes de aceite contienen precursores de ácidos grasos esenciales clave e incluyen: (1) otras fuentes marinas de aceite; (2) aceites vegetales que contienen precursores biosintéticos, como el ácido estearidónico; (3) fuentes de aceite unicelulares; (4) aceites vegetales derivados de cultivos de semillas oleaginosas que han sido modificados genéticamente para contener ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga n-3 (LC-PUFA).

Utilización de residuos procedentes de un sistema de piscicultura marina de recirculación como fuente de alimento para el gusano poliqueto Nereis virens. 2011. Por Nicholas Brown, Stephen Eddy y Stefanie Plaud. Aquaculture. Volúmenes 322–323, n.º 21. págs. 177-183.
[Del resumen:] Se alimentó al gusano poliqueto con residuos procedentes de un sistema de piscicultura y creció bien con estos residuos, además de que se recuperaron proteínas y lípidos valiosos. Los resultados demuestran que la producción de N. virens utilizando residuos de pescado es altamente eficiente. Esta especie es una excelente candidata para la acuicultura integrada y el reciclaje de residuos, y puede ofrecer beneficios económicos y ambientales.

Videos sobre acuaponía y acuicultura

Videos sobre acuaponía. Por Ben Boothe.
Incluye más de 80 videos sobre todos los aspectos de la acuaponía y el cultivo de hortalizas y peces.

Lista de reproducción de YouTube sobre acuaponía. Universidad Estatal de Iowa.
Videos instructivos sobre nutrientes, biofiltración, aireación, esterilización con luz ultravioleta, producción de hortalizas, cría de peces, manejo de estanques y cómo empezar.

Serie de seminarios en línea de la Sociedad Estadounidense de Acuicultura
Desarrollados por la Asociación Nacional de Acuicultura y el Centro Regional de Acuicultura del Centro-Norte, con el apoyo de la Junta Nacional de Soja, estos seminarios web ofrecen información sobre todo tipo de temas, desde cómo iniciar un negocio de acuaponía hasta la salud y la bioseguridad, pasando por la planificación empresarial.

Bibliotecas y listas de recursos sobre acuicultura y acuaponía

Acuaponía. Centro de Información sobre Sistemas Agrícolas Alternativos, Biblioteca Nacional Agrícola del USDA
La Biblioteca Nacional Agrícola es una de las cuatro bibliotecas nacionales de los Estados Unidos y cuenta con una de las colecciones más grandes del mundo dedicadas a la agricultura. La sección sobre acuaponía ofrece numerosos enlaces a recursos para la puesta en marcha y la gestión de sistemas acuapónicos.

Biblioteca de Acuicultura. Programa de Acuicultura de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA).
Biblioteca en línea con material relacionado con la acuicultura, que incluye políticas, boletines informativos y hojas informativas.

Biblioteca digital de acuicultura respetuosa con el medio ambiente
Biblioteca Nacional de SeaGrant
La Biblioteca Nacional de Sea Grant (NSGL) contiene una colección completa de trabajos financiados por Sea Grant. La NSGL mantiene una base de datos bibliográfica con más de 36 000 registros que se pueden consultar por autor o palabra clave, o explorar por tema. Entre los materiales seleccionados se incluyen actas de conferencias sobre acuicultura de recirculación y documentos relacionados. La Biblioteca Digital de Acuicultura Respetuosa con el Medio Ambiente es un portal temático de la NSGL, organizado por categorías temáticas.

Granjas acuícolas y acuapónicas

Todo sobre la acuaponía
Una de las listas más completas de granjas y organizaciones dedicadas a abastecer de alimentos a las comunidades mediante la acuaponía. Incluye enlaces a videos educativos, socios comunitarios y servicios de diseño y asesoría.

Superior Fresh
Superior Fresh produce 160,000 libras de salmón del Atlántico y 1.8 millones de libras de verduras de hoja verde al año en unas instalaciones de 40,000 pies cuadrados dedicadas a la cría de peces y 123,000 pies cuadrados de invernaderos, sin generar ningún vertido de agua de producción.

Apéndice I: Acuicultura orgánica/acuaponía

La producción orgánica de cultivos y ganado en los Estados Unidos está regulada por el Programa Orgánico Nacional (NOP, por sus siglas en inglés) del Departamento de Agricultura. El NOP es un programa de certificación y comercialización orgánica que garantiza que los alimentos y productos alimenticios etiquetados como «orgánicos» cumplan con las normas y directrices universales para la producción orgánica. Los insumos utilizados en la producción orgánica —como los alimentos para animales y los fertilizantes— deben ser de origen natural y estar libres de materiales sintéticos. Para obtener la certificación orgánica, se requiere un plan de producción agrícola, documentación sobre los insumos y los métodos de producción, así como una inspección de la granja. Este proceso permite que los productos agrícolas se etiqueten y vendan como orgánicos.

En Europa, Australia e Israel se crían truchas, tilapias, salmones y otras especies de peces orgánicos siguiendo normas de producción desarrolladas por organismos internacionales de certificación orgánica (para más información, véanse las Normas de IFOAM para la Producción y el Procesamiento Orgánicos, versión de 2014). Sin embargo, la acuicultura orgánica no estaba claramente definida en las regulaciones del NOP, y la falta de directrices en materia de acuicultura orgánica ha obstaculizado el crecimiento de una industria nacional de acuicultura orgánica en los Estados Unidos.

Para abordar el tema de la acuicultura orgánica, la Junta Nacional de Normas Orgánicas (NOSB) estableció un Grupo de Trabajo sobre Animales Acuáticos en junio de 2000. En 2003, se formó un segundo grupo, el Grupo de Trabajo Nacional sobre Acuicultura Orgánica (NOAWG), con el fin de brindar más orientación y aclaraciones a la NOSB. El informe publicado por el NOAWG presentó a la NOSB una serie de recomendaciones propuestas sobre las normas de acuicultura orgánica (véase Lockwood et al., 2005).

Sin embargo, la hidroponía, la acuaponía y la aeroponía han sido elegibles para la certificación bajo el Programa Orgánico Nacional. Ha habido cierta controversia en torno a estos sistemas de producción sin suelo, y algunos defensores de lo orgánico han pedido su prohibición. En 2010, la NOSB envió una recomendación al Programa Orgánico Nacional (NOP) en la que se establecía que «los sustratos de cultivo deberán contener suficiente materia orgánica capaz de sustentar una ecología del suelo natural y diversa. Por esta razón, los sistemas hidropónicos y aeropónicos están [deberían estar] prohibidos». En 2015, al detectar algunos puntos ambiguos en el informe, el Programa Nacional Orgánico autorizó a un grupo de trabajo a analizar cómo las prácticas de producción hidropónica y acuapónica se ajustaban a las regulaciones orgánicas del USDA (USDA, 2016). La NOSB formuló recomendaciones finales al NOP tras una reunión de 2017 llena de controversias, en la que se sometió a votación la inclusión de los sistemas hidropónicos, acuapónicos y aeropónicos en la certificación orgánica. La moción para prohibir la producción hidropónica y acuapónica fue rechazada, pero la moción para prohibir la producción aeropónica en la certificación orgánica fue aprobada y se remitió al NOP para su implementación (USDA, 2018).

Al igual que la hidroponía, la aeroponía es un sistema de cultivo sin suelo que suministra agua y nutrientes directamente a las raíces de las plantas. Los sistemas aeropónicos se diferencian en que utilizan un rociador atomizado para humedecer las raíces de las plantas, en lugar de hacer circular el agua a través del lecho de cultivo o un canal.

Al momento de escribir este artículo, aún no existen directrices claras para la certificación de las operaciones acuícolas en las regulaciones del NOP. Sin embargo, la certificación de las operaciones de acuaponía se está llevando a cabo bajo las normas generales que rigen las operaciones orgánicas. A medida que la NOSB, los productores, los representantes de la industria y ahora el NOP discuten y debaten los méritos y las inquietudes de la acuicultura orgánica, la hidroponía y la acuaponía, el número de operaciones de acuaponía certificadas ha seguido aumentando. Una encuesta del USDA de 2010 dirigida a los organismos certificadores señaló que, en Estados Unidos, ocho organismos certificaban la hidroponía, con 39 operaciones hidropónicas certificadas. Cuando se volvió a realizar la encuesta en 2016, había 17 certificadores que certificaban operaciones hidropónicas y acuapónicas, mientras que 30 certificaban operaciones hidropónicas, 22 certificaban operaciones acuapónicas y un total de 69 certificaban operaciones basadas en contenedores (McEvoy, 2016).

Apéndice I: Referencias

Lockwood, George, Richard Nelson y Gary Jensen (eds.). 2005. Documento técnico del Grupo de Trabajo Nacional sobre Acuicultura Orgánica: Normas orgánicas nacionales propuestas para animales y plantas acuáticos de cultivo (acuicultura). Grupo de Trabajo Nacional sobre Acuicultura Orgánica.

McEvoy, Miles V. 2016. Presentación en la reunión de la Junta Nacional de Normas Orgánicas, 25 de abril. Servicio de Comercialización Agrícola del USDA, Programa Nacional Orgánico.

USDA. 2016. Informe del Grupo de Trabajo sobre Hidroponía y Acuaponía, Memorándum dirigido a la NOSB. USDA AMS NOP.

USDA. 2018. Situación actual de la hidroponía, la acuaponía y la aeroponía orgánicas; Actualizaciones de otoño de 2017 de la Junta Nacional de Normas Orgánicas. Servicio de Comercialización Agrícola del USDA, Programa Nacional Orgánico.

Apéndice II: Piensos acuícolas y sus alternativas

La acuaponía tiene la capacidad de producir grandes cantidades de alimentos cultivados de manera sostenible y de origen local. Con la tecnología y el monitoreo adecuados, puede ser un sistema sin desperdicio que recicla los nutrientes en un ciclo cerrado, lo que reduce la necesidad de utilizar nutrientes solubles que agotan los recursos para fertilizar los cultivos. Queda mucho por hacer para cerrar el ciclo, y si los productores de acuaponía pueden adoptar tecnologías como los biorreactores anaeróbicos para reciclar los desechos sólidos de los peces (Khiari et al., 2019) y utilizar piensos de origen sostenible (NOAA, 2012), la industria se acercará verdaderamente al sistema de cero residuos al que aspira.

Si bien el uso de fertilizantes en el componente vegetal del sistema acuapónico se ha eliminado y sustituido por los nutrientes procedentes de los peces, el componente piscícola sigue dependiendo de los alimentos para peces, lo cual representa un insumo significativo, tanto desde el punto de vista económico como en lo que respecta a la sostenibilidad. La obtención de alimentos adecuados para los peces ha sido un problema para la industria acuícola durante décadas. Históricamente, la harina y el aceite de pescado han sido la principal fuente de proteínas para los peces de cultivo, debido a su perfil de aminoácidos (ácidos grasos omega 3 y 6). El costo de la harina y el aceite de pescado ha aumentado principalmente debido a la competencia con la industria de alimentos para ganado, lo que ha dado lugar a una menor utilización de estos productos en el sector de la acuicultura (El-Sayed, 1999). La reducción de las poblaciones de peces (es decir, pequeños peces forrajeros como la menhaden, las anchoas y las sardinas) para la fabricación de harina y aceite de pescado también es motivo de gran preocupación (Naylor et al., 2000; Rubicon Resources, 2018; y Allsopp et al., 2008), y los investigadores y profesionales están explorando alimentos alternativos, entre ellos la soya, la cebada, el arroz, los chícharos y otros cultivos, junto con la canola, el altramuz, el gluten de trigo, el gluten de maíz, diversas proteínas vegetales, las algas y los coproductos del procesamiento de mariscos (NOAA, 2012). Estos productos son prometedores, especialmente cuando se utilizan en una dieta mixta, para satisfacer las necesidades nutricionales de los peces producidos mediante acuicultura y acuaponía.

La producción de pescado a partir de proteínas de origen vegetal parece, a primera vista, ser una solución, especialmente para especies omnívoras como la carpa y la tilapia. Los peces carnívoros, como el salmón, pueden utilizar algunos alimentos a base de plantas y algas, pero necesitan ácidos grasos de cadena larga que provienen de proteínas de origen animal, tanto marinas como terrestres. Las limitaciones de las fuentes vegetales incluyen baja digestibilidad, bajos niveles de ácidos grasos omega 3 y 6, y factores antinutricionales en las proteínas vegetales (véase Naylor et al., 2000). Por esta razón, la harina y el aceite de pescado seguirán desempeñando un papel menor en la fabricación de alimentos para peces (especialmente para el salmón), pero cuando se combinan con materias primas alternativas como la harina de aves de corral (Yones y Metwalli, 2016), las algas (Hemaiswarya et al., 2011), y proteínas de insectos (Newton et al., 2013), se puede reducir la presión sobre las pesquerías de captura silvestre, especialmente si los desechos de pescado y las capturas incidentales se pueden utilizar para satisfacer parte de las necesidades proteicas de los peces producidos en acuicultura (véase Hardy et al., 1983 y de Arruda et al., 2007).

La elección de alimentos alternativos para la acuicultura puede ser un proceso abrumador para los productores de acuaponía que aspiran a adoptar prácticas sostenibles. Reducir el uso de harina y aceite de pescado es importante para la salud y el bienestar de las pesquerías del mundo, y aunque existen muchas alternativas, se necesita investigación para garantizar que se brinde una nutrición adecuada a las especies criadas en granjas (Krogdahl, 2016).

Apéndice II: Referencias

Allan, Geoff. 2015. Piensos para la acuicultura sostenible. Industry & Investment NSW, Instituto de Pesca de Port Stephens, Australia.

Allsopp, Michelle, Paul Johnston y David Santillo. 2008. Desafiando a la industria en materia de sustentabilidad. Greenpeace Internacional.

de Arruda, Lia Ferraz, Ricardo Borghesi y Marilia Oetterer. 2007. El uso de desechos de pescado como ensilado: una revisión. Archivos Brasileños de Biología y Tecnología, vol. 50, n.º 5.

El-Sayed, Abdel-Fattah, M. 1999. Fuentes alternativas de proteínas en la alimentación de la tilapia de criadero, Oreochromis spp. Aquaculture 179, 149–168.

Hardy, Ronald W., Karl D. Shearer, Fred E. Stone y Dave H. Wieg. 1983. «El ensilado de pescado en las dietas de acuicultura». Revista de la Sociedad Mundial de Acuicultura, volumen 14, números 1-4.

Hemaiswarya, S., R. Raja, R. Ravi Kumar, V. Ganesan y C. Anbazhagan. 2011. Microalgas: una fuente sostenible de alimento para la acuicultura. World J Microbiol Biotechnol, 27:1737–1746.

Khiari, Zied, Soba Kaluthota y Nick Savidov. 2019. Bioconversión aeróbica de residuos sólidos de la acuicultura en fertilizante líquido: Efectos de los parámetros del bioproceso en la cinética de la mineralización del nitrógeno. Aquaculture. Vol. 500. págs. 492–499.

Krogdahl, Ashild. 2016. El dilema de la harina de pescado: ¿cuáles son las alternativas? Foro Mundial de Nutrición 2016, Vancouver, Canadá.

Naylor, Rosamond L., Rebecca J. Goldburg, Jurgenne H. Primavera, Nils Kautsky, Malcolm C. M. Beveridge, Jason Clay, Carl Folke, Jane Lubchenco, Harold Mooney y Max Troel. 2000. Efecto de la acuicultura en los suministros mundiales de pescado. Nature, vol. 405.

Newton, G.L., D.C. Sheppard y G.J. Burtle. 2013. Resumen de investigación: Prepupas de la mosca soldado negra: una alternativa atractiva a la harina y el aceite de pescado. eXtension.

NOAA. 2012. El futuro de los alimentos para peces.

Rubicon Resources. 2018. «Tres piensos alternativos prometedores para la acuicultura». Medium.

Yones AMM, Metwalli AA. 2016. Efectos de la sustitución de la harina de pescado por harina de subproductos avícolas en el rendimiento de crecimiento, la utilización de nutrientes y los parámetros sanguíneos de tilapias del Nilo juveniles (Oreochromis niloticus). J Aquac Res Development 7:389.

Acuaponía: sistemas multitróficos para la producción sostenible de alimentos
Por Lee Rinehart, especialista en agricultura del NCAT
Publicado en marzo de 2019
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Versión 032019

Esta publicación ha sido elaborada por el Centro Nacional de Tecnología Apropiada (NCAT) a través del programa de Agricultura Sostenible de ATTRA, en el marco de un acuerdo de cooperación con el Departamento de Desarrollo Rural del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA). ATTRA.NCAT.ORG.