Sistemas de Cultivo

Estado, tendencias y futuro de la investigación en acuaponía

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By Milthon Lujan

Un equipo de investigadores realizó un estudio de mineria de datos para determinar el estado, tendencias y futuro de la investigación en acuaponía.

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Los investigadores del Institute of Urban Environment de la Chinese Academy of Sciences y de la University of Nottingham Ningbo China publicaron un estudio de minería de datos sobre los temas de investigación, áreas de investigación, palabras claves y otros datos de la literatura, en donde aplicaron un análisis de co-ocurrencia y análisis de clústeres para determinar la situación actual y las tendencias de la investigación en acuaponía.

La acuaponía es un sistema integrado de acuicultura e hidroponía. El agua circula entre los componentes del sistema (tanque de cultivo de peces, biofiltro, sistema hidropónico), durante el cual las heces de los peces se convierten en fertilizantes para las plantas, y las bacterias nitrificantes en el biofiltro convierten el nitrógeno de amoníaco a nitrato, que es absorbido por las plantas.

Clasificación de la acuaponía

La acuaponía moderna se clasifica principalmente de acuerdo a las diferentes formas de hidroponía y el hecho de que el agua es reciclada o no.

Los principales tipos de acuaponía son:

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a) Cama de cultivo basado en medios (MBGB): Permite ahorrar espacio pero es difícil de mantener y limpiar.

b) Cultivo en aguas profundas (DWC): Es fácil de limpiar y tiene una alta tasa de remoción de nitrato, pero requiere de biofiltros extras, dispositivos de aireación y un gran volumen de agua.

c) Técnica de película de nutrientes (NFT): Tiene una alta eficiencia en el uso del agua, pero una producción más baja.

Principales áreas de investigación

Los investigadores identificaron 3 clústeres de co-ocurrencia de palabras claves:

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– Cluster 1 (Verde): se basa en la palabra clave “aquaponics” como el eje, se concentra principalmente en la investigación de varias partes de la acuaponía (así como de la hidroponía). Las palabras clave más vinculadas son “agua”, “hidroponía”, “tilapia” y “lechuga”.

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– Cluster 2 (roja): se basa en las palabras claves “acuicultura” y “efluente”. Incluye la gestión del agua, mediante los mecanismos de “nitrificación” y “desnitrificación”.

– Cluster 3 (amarillo): Se concentra en el estudio de la circulación y distribución de los nutrientes. El nitrógeno es el elemento más estudiado, y el pH es el factor clave que afecta la circulación de nutrientes.

– Cluster 4 (azul): La palabra más importante es “crecimiento” y se discute la producción en acuaponía.

Principales centros de investigación en acuaponía

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Los investigadores determinaron que la Zurich University es la que tiene más influencia en el campo de investigación de la acuaponía; en esta organización, se realizaron una serie de estudios sobre los factores que afectan el crecimiento de las plantas en la acuaponía.

Wageningen University es la que tiene mayor producción científica en la investigación en acuaponía. La participación de esta universidad está orientada hacia la comercialización y promoción de la acuaponía.

Asimismo, la Shandong University y la University of Hawaii participan en una serie de estudios sobre los cambios dinámicos y la distribución de las formas de nitrógeno en la acuaponía, y realizaron análisis de factore que influyen como el pH, la estación y las especies de plantas.

Futuras áreas de investigación

Según los investigadores hay dos temas principales que necesitan ser resueltos en la acuaponia:

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1) La operación y mantenimiento de la acuaponía necesita ser más estratégica debido a que no se pueden usar insecticidas y antibióticos, lo que hace difícil prevenir las enfermedades en los peces y plantas.

Asimismo, las plantas tienen diferentes requerimientos de nutrientes en sus diferentes etapas de crecimiento, y no se ha resuelto cómo integrar los sistemas hidropónicos con la acuicultura para maximizar la eficiente utilización de los nutrientes.

2) Bajo reconocimiento social: para la comercialización de los productos acuapónicos, la alta inversión causa un alto precio de los productos, y no hay una política de subsidios para la inversión inicial en la construcción de la acuaponía.

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Por otro lado, los investigadores destacan que se debe estudiar métodos biológicos efectivos para disminuir los riesgos de enfermedades y pestes.

En la gestión de los nutrientes, el principal elemento estudiado es el nitrógeno. Ellos recomiendan estudiar la distribución de otros elementos (fósforo, potasio y sulfuros) en el sistema, para conocer mejor la gestión de nutrientes.

¿Qué países lideran las investigaciones?

Según lo reportado por los investigadores, son seis los países que han realizado investigaciones en 63 áreas relacionadas.

EEUU fue el país más creativo con investigaciones en acuaponía que cubren 42 áreas de investigación, y tienen más publicaciones científicas que otros países en 33 áreas de investigación que incluyen la gestión de la acuaponía, la prevención de las enfermedades, comercialización y promoción.

China por su parte se focaliza en la aplicación de métodos biológicos moleculares y la tecnología de Internet de las Cosas (IoT) en la acuaponía.

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Los países europeos (Países Bajos, Alemania, Italia y Suiza) discuten la multi-identidad (Administración pública, leyes) y la multifunción de la acuaponía (estudios urbanos, conservación de la biodiversidad).

Infraestructura verde y acuaponía

La infraestructura verde es un tipo de red de espacios verdes interconectados que es planificada y gestionada por sus valores de recursos naturales, y por sus beneficios asociados para las poblaciones humanas.

La acuaponía tiene funciones de producción, protección de la biodiversidad, ahorro de agua, entre otros. Es una buena combinación de recursos naturales y bienestar humano, en línea con el propósito de la infraestructura verde.

Los investigadores destacan que incorporar la acuaponía en la categoría de infraestructura verde podría ayudar a clarificar el rol en la construcción urbana y proveer una dirección para la investigación en acuaponía.

Conclusiones del estudio

Los investigadores reportan que la investigación en acuaponía se ha concentrado en los componentes del sistema, el tratamiento de los efluentes, la gestión de nutrientes y el sistema de producción

EEUU, Europa y China son las regiones más creativas con significativas diferentes direcciones de investigación. La investigación de acuaponía se disemina de EEUU a Europa, los temas son desde los componentes internos a las características externas.

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“El desarrollo de la acuaponía tiene un gran potencial, pero enfrenta desafíos de gestión y mercado. Para la gestión, se requiere de más investigación en los factores que influyen (ph, clima, etc), los nutrientes y comunidad microbiana. Para el mercado, la inclusión de la acuaponía dentro de la infraestructura verde provee nuevos temas de investigación” destacan los investigadores.

El estudio fue financiado por el Ministry of Science and Technology of China (MSTC) con el National Key Research and Development Program y la Xiamen Bureau of Science and Technology of China

Referencia (acceso abierto):
Hao, Yilong, Kai Ding, Yaoyang Xu, Yuting Tang, Dong Liu, and Gang Li. 2020. «States, Trends, and Future of Aquaponics Research» Sustainability 12, no. 18: 7783. https://doi.org/10.3390/su12187783

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