Impacto Ambiental, Sistemas de Cultivo

Granjas de acuaponia pueden convertirse en productoras de biogás

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By Milthon Lujan

Los peces criados en granjas de contención cerrada pueden combinarse con el cultivo de plantas a través de un modelo de producción conocido como acuaponia. Los investigadores ahora han establecido un sistema para tratar los desechos sólidos producidos por estos peces, hasta ahora ignorados, al mismo tiempo que generan biogás a partir de los desechos de pescado. Foto: Víctor Lobanov
Los peces criados en granjas de contención cerrada pueden combinarse con el cultivo de plantas a través de un modelo de producción conocido como acuaponia. Los investigadores ahora han establecido un sistema para tratar los desechos sólidos producidos por estos peces, hasta ahora ignorados, al mismo tiempo que generan biogás a partir de los desechos de pescado. Foto: Víctor Lobanov

La digestión de los desechos de pescado puede permitir que las granjas circulares de peces y vegetales (acuaponia) produzcan biogás, que se puede usar para realimentar al sistema energético de estas granjas. Esto también genera una excelente nutrición para las plantas, según una nueva investigación de la University of Gothenburg.

La tendencia hacia el diseño de procesos sostenibles en las industrias modernas combina el objetivo de mejorar la eficiencia de los procesos con un cambio consciente hacia la conservación de los recursos.

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En este sentido existe un incremento en las granjas de acuaponia, que son el mejor ejemplo de granjas circulares. Estos modelos de producción de alimentos imitan la fertilización que ocurre en los ecosistemas fluviales y lacustres.

Los desechos sólidos de pescado han sido un subproducto sin valor hasta ahora. Pero un proyecto de investigación de la University of Gothenburg ha utilizado los residuos para producir biogás que puede contribuir a satisfacer las necesidades energéticas de las granjas acuapónicas. Esto describe la tesis doctoral de Victor Lobanov.

Mayor eficiencia de la acuaponia

La acuaponia depende en gran medida de las comunidades microbianas endógenas para remineralizar los nutrientes y eliminar los productos de desecho tóxicos para los peces.

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Hasta la fecha, los esfuerzos por mejorar la eficiencia del uso de nutrientes en los sistemas acuapónicos se han centrado principalmente en el metabolismo del nitrógeno dentro del biofiltro, con la investigación sobre la utilización de otras corrientes de nutrientes (residuos sólidos) relegada a la eliminación de residuos.

Los desechos se descomponen en un ambiente anaeróbico

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La tesis doctoral de Victor Lobanov en la University of Gothenburg aborda la deficiencia al investigar los procesos subyacentes a la colonización microbiana y la remineralización de nutrientes en acuaponia, junto con un análisis del potencial para mejorar la eficiencia y sostenibilidad del sistema a través de la revalorización de los desechos sólidos.

“Al descomponer la materia fecal de los peces en un entorno anaeróbico, lo que se conoce como digestión, podemos obtener una mezcla concentrada de gas con un 70% de metano que se puede utilizar como combustible. Esto puede hacer que la acuaponia sea una fuente de energía”, dijo Victor Lobanov.

El estudio también muestra que los nutrientes liberados en la digestión de los desechos están más fácilmente disponibles para las plantas en comparación con las soluciones de nutrición sintética.

“Los desechos de los peces contienen muchos nutrientes. Estos también deberían poder usarse en acuaponia para permitir una producción de alimentos aún más sostenible que la actual”, destacó Lobanov.

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Otro beneficio es que se produce dióxido de carbono cuando se utiliza el biogás como combustible, que es un complemento necesario cuando las plantas se cultivan en un espacio cerrado, como un invernadero.

Las pruebas piloto inician este verano

Por ahora, el proceso de digestión solo se ha probado en un entorno de laboratorio, pero este verano comenzará una prueba piloto en una instalación comercial de acuaponia.

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Estas pruebas brindarán a los investigadores información sobre qué tan bien el método puede manejar las perturbaciones del sistema y qué se debe hacer para crear un proceso de digestión más sólido.

El objetivo de Victor Lobanov es crear sistemas de digestión modulares que puedan integrarse en las instalaciones acuícolas y acuapónicas existentes.

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Existe un gran interés por parte de la industria, y la tecnología también podría usarse en otras aplicaciones de cría de animales, como la porcicultura.

El lodo que queda después de la digestión sigue siendo extremadamente nutritivo y se puede utilizar para la fertilización tradicional de los campos. En este nuevo proceso se reduce el lodo residual sobrante y, fundamentalmente, su potencial de eutrofización.

“En muchos países, la cantidad de fertilizante que se produce en la ganadería es un problema. Solo se puede esparcir en los campos durante ciertas épocas del año y la eliminación de los desechos de la granja está asociada con costos adicionales durante el bombeo y el transporte. La digestión de los sólidos de los peces reduce la cantidad de desechos producidos por las granjas y, además, produce energía y un gran fertilizante para la hidroponia”, manifestó Lobanov.

Conocer los flujos de nutrientes y remineralización

La tesis doctoral tuvo como objetivo comprender mejor los flujos de nutrientes y la remineralización y cómo se pueden utilizar para mejorar la producción de alimentos y la eficiencia en el uso de los recursos.

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En el documento el investigador analiza cómo las plantas pueden guiar la colonización microbiana en los sistemas acuapónicos; además revisa las bases de datos de microbiomas y microbiotas específicas del ecosistema.

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Asimismo, el investigador presenta un novedoso sistema de remineralización de nutrientes que convierte los desechos sólidos de los peces en un fertilizante; y, amplia esta tecnología para incluir la generación de metano a partir de residuos sólidos de los peces.

Referencia (acceso abierto):
Lobanov, Victor. 2023. Nutrient Transfer in Aquaponic Systems – Optimizing microbial processes for greater circularity and economic viability. Doctoral thesis. University of Gothenburg

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