Para el año 2050, se espera que la población mundial supere los 9.000 millones de personas. Este crecimiento demográfico plantea un desafío titánico: ¿cómo alimentar a la humanidad sin agotar los recursos naturales de un planeta ya bajo estrés hídrico y climático? La respuesta podría estar en una simbiosis tecnológica que combina peces, plantas y el sol.
Investigadores de la Universidad Rey Juan Carlos han diseñado y evaluado un sistema de acuaponía impulsado por energía fotovoltaica que promete revolucionar la eficiencia en la producción de alimentos.
- 1 Puntos clave
- 2 El Diseño del Experimento: Tilapia y Lechuga
- 3 El Ingrediente Secreto: Energía Fotovoltaica
- 4 Análisis de Ciclo de Vida (LCA): Midiendo el Impacto Real
- 5 Acuaponía vs. Agricultura Tradicional: El Duelo de Titanes
- 6 Eficiencia de Nutrientes: Aprovechando hasta el Último Gramo
- 7 Limitaciones y Futuro de la Tecnología
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Puntos clave
- Reducción de Huella: El uso de paneles solares redujo el consumo de electricidad de la red en un 52%, bajando el impacto ambiental global en un promedio del 40%.
- Economía Circular Real: Los desechos de los peces (amoníaco) se transforman en nutrientes para las plantas, eliminando la necesidad de fertilizantes químicos y tratamientos de aguas residuales.
- Eficiencia Hídrica: La tecnología de película de nutrientes (NFT) permite un ahorro masivo de agua en comparación con la acuicultura tradicional, que requiere renovación periódica de grandes volúmenes.
- Hotspots Identificados: El estudio de Ciclo de Vida (LCA) reveló que la electricidad y el alimento para peces son responsables del 90% de las cargas ambientales del sistema.
El Diseño del Experimento: Tilapia y Lechuga
El estudio se centró en un sistema a escala piloto ubicado en un invernadero de 240 $m^{2}$ en el campus de Móstoles de la Universidad Rey Juan Carlos. Las especies seleccionadas no fueron casuales:
- Tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus): elegida por su rápido crecimiento, resistencia y facilidad de procesamiento.
- Lechuga (Lactuca sativa): por su corto periodo vegetativo y alta demanda en el mercado internacional.
El agua fluye constantemente en una capa delgada (Nutrient Film Technique o NFT), permitiendo que las raíces de las lechugas absorban los nutrientes directamente del flujo.
El Ingrediente Secreto: Energía Fotovoltaica
Aunque la acuaponía es eficiente en agua, suele ser intensiva en energía debido a las bombas de agua, aireadores y sistemas de control de temperatura. Para mitigar esto, los investigadores instalaron una unidad fotovoltaica de 2,8 kW con una superficie de 8,61 m2.
Esta unidad no solo alimenta el sistema, sino que actúa como un escudo contra la volatilidad energética. Durante el estudio, la energía solar cubrió el 52,41% del consumo total del sistema (3062,80 kWh/año), dejando solo el remanente a la red eléctrica convencional.
Análisis de Ciclo de Vida (LCA): Midiendo el Impacto Real
Para no caer en el greenwashing, el equipo utilizó la metodología de Evaluación de Ciclo de Vida (LCA). El LCA analiza todo, desde la fabricación de los tanques de poliéster hasta la producción del alimento que comen los peces.
Los Resultados del Impacto
El estudio cuantificó varias categorías clave, comparando el sistema con y sin energía solar:
| Categoría de Impacto | Sin Solar (Red Mix) | Con Solar (AQ-PHV) | Reducción Lograda |
| Cambio Climático (kg CO2-eq) | 795,71 | 480,31 | ~40% |
| Eutrofización Dulce (kg P-eq) | 0,30 | 0,18 | ~40% |
| Demanda Energética (MJ) | 24.110 | 13.888 | ~42% |
La conclusión es clara: la electricidad es el principal «villano» ambiental en la acuaponía. Al sustituirla por energía solar, se logra una mejora drástica en casi todas las métricas de sostenibilidad.
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Acuaponía vs. Agricultura Tradicional: El Duelo de Titanes
El estudio realizó una comparación fascinante entre su modelo (AQ-PHV) y los métodos tradicionales de producción de tilapia y lechuga.
Producción de Tilapia
Comparada con la acuicultura en estanques convencionales, la acuaponía diseñada en este trabajo es superior en casi todos los aspectos. Logró reducciones promedio del 60% en impactos ambientales respecto a la acuicultura tradicional. Esto se debe principalmente a que no requiere la renovación masiva de agua que suele causar una alta eutrofización en ecosistemas cercanos.
Producción de Lechuga
Aquí el resultado es más matizado. La agricultura tradicional en suelo sigue teniendo un impacto menor en términos de consumo de materiales y energía directa, ya que no requiere bombas ni infraestructuras complejas de plástico y hormigón. Sin embargo, la acuaponía ofrece una ventaja insuperable: puede realizarse en terrenos no agrícolas, cerca de las ciudades, reduciendo la cadena de transporte y eliminando la contaminación por fertilizantes nitrogenados.
Eficiencia de Nutrientes: Aprovechando hasta el Último Gramo
Uno de los mayores logros del diseño fue la eficiencia en el uso de nitrógeno (NUE) y fósforo (PUE). Donde se alcanzaron valores de 36,45% para el nitrógeno y 48,87% para el fósforo. Estos niveles son considerados altamente adecuados y demuestran que el sistema realmente recicla los nutrientes en lugar de desecharlos al medio ambiente.
Limitaciones y Futuro de la Tecnología
A pesar del optimismo, los investigadores advierten que el estudio tiene un alcance limitado por ser un sistema a escala piloto. La producción de alimento para peces sigue siendo un punto crítico (hotspot), ya que su fabricación consume grandes cantidades de agua y energía.
El futuro de esta tecnología pasa por:
- Escalado Industrial: Ver cómo se comportan estos ahorros en instalaciones de gran tamaño.
- Alimentos Alternativos: Investigar piensos basados en insectos o algas para reducir el impacto de la categoría «Fish Feed».
- Integración Urbana: Utilizar azoteas de edificios para producir comida local aprovechando la energía solar del propio inmueble.
Referencia (acceso abierto)
Espada Sanjurjo, J. J., Díaz de Mera-Sánchez, M. P., & Rodríguez Escudero, R. (2026). Design and Environmental Analysis of an Aquaponics System Coupled with Photovoltaic Unit for Food Production and Reuse of Nutrients from Wastewater: A Life Cycle Assessment Study. Applied Sciences, 16(2), 635. https://doi.org/10.3390/app16020635
Editor de la revista digital AquaHoy. Biólogo Acuicultor titulado por la Universidad Nacional del Santa (UNS) y Máster en Gestión de la Ciencia y la Innovación por la Universidad Politécnica de Valencia, con diplomados en Innovación Empresarial y Gestión de la Innovación. Posee amplia experiencia en el sector acuícola y pesquero, habiendo liderado la Unidad de Innovación en Pesca del Programa Nacional de Innovación en Pesca y Acuicultura (PNIPA). Ha sido consultor senior en vigilancia tecnológica, formulador y asesor de proyectos de innovación, y docente en la UNS. Es miembro del Colegio de Biólogos del Perú y ha sido reconocido por la World Aquaculture Society (WAS) en 2016 por su aporte a la acuicultura.
