Proyecto Inti Muya: Sistema acuapónico como alternativa de desarrollo

Un grupo de estudiantes de la Escuela de Mecánica Eléctrica de la Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, de la región Lambayeque, desarrolló el proyecto Inti Muya, que consiste en un huerto solar que puede utilizarse no solo para el cultivo de hortalizas, sino para implementar un sistema de cultivo acuapónico y generar calefacción de forma natural.

El cultivo de hortalizas a campo abierto en el Perú es una tarea casi imposible, debido a las condiciones climáticas adversas que soportan varias zonas del país. Granizadas, heladas y alta radiación solar son frecuentes en la mayoría de regiones del altiplano, lo que reduce la disponibilidad de cosecha. Ante esa dificultad, se reduce considerablemente la disponibilidad de alimentos, dejando a varias zonas rurales con menos oportunidades para desarrollarse nutricional y económicamente.

Estas dificultades ocasionan que las hortalizas se obtengan desde regiones lejanas. Su traslado origina la pérdida de gran parte de su valor nutricional, debido a que se prolonga por varias horas, y a la vez hace que el precio del producto incremente.

Para afrontar este problema, los estudiantes universitarios Johan Porras, Jairo Torres y Jesús Sánchez, asesorados por el ingeniero Jorge Montaño Vásquez, presentaron el proyecto Inti Muya (Huerta Solar en quechua), útil no solo para el cultivo de hortalizas, sino también para contrarrestar la desnutrición y frío que afecta a zonas vulnerables.

El proyecto en particular está dirigido al distrito de Cañaris, provincia de Ferreñafe, en el departamento de Lambayeque. La localidad posee una altitud máxima de 3,360 m.s.n.m. y es una de las zonas altoandinas con mayor índice de desnutrición y pobreza, según la Gerencia Regional de Salud de Lambayeque.

INVERNADERO ACUAPÓNICO

El proyecto es un sistema útil para practicar la siembra, manejo y conducción de hortalizas con aplicación de materia orgánica. Su producción en invernaderos es más sana ya que se obtiene con altos contenidos de vitaminas y minerales, lo que contribuye potencialmente a mejorar la alimentación de los niños del lugar.

Para propiciar un sistema de producción alternativo a la agricultura tradicional, es necesario que este mejore el balance tecnológico en las cadenas productivas de distintas hortalizas y vegetales similares, reduciendo brechas entre los procesos aplicados en la región sur del país y los utilizados en países con altos índices de productividad.

El módulo propuesto permitirá lograr índices altos de productividad y bioseguridad, reduciendo los costos de operación al mínimo y logrando ciclos de cultivo mínimos. En cuanto a las variables involucradas en el control del microclima, tales como la humedad, temperatura, pH, luminosidad, niveles de CO2 y conductividad eléctrica, se garantiza una producción altamente competitiva en cantidad, calidad y costo, lo que permitirá, a su vez, acceder a mercados locales, nacionales e internacionales.

Por otro lado, el sistema emplea el desarrollo de la acuaponía, que se refiere a la combinación de la acuicultura de recirculación con la hidroponía. La acuicultura se define como la crianza de especies acuáticas como peces, moluscos o crustáceos; mientras que la hidroponía es el cultivo de plantas en un sustrato inerte, utilizando disoluciones minerales en vez de suelo agrícola.

La especie de pez utilizada en el proyecto Inti Muya es la trucha, debido a su fortaleza ante las fluctuaciones de los parámetros del agua relacionadas al pH, temperatura y sólidos disueltos. Gracias al sistema acuapónico, los desechos orgánicos obtenidos sirven como fuente de alimento para las plantas. Estas, a su vez, limpian el agua para los peces actuando como filtro biológico. Mediante esta técnica, se consiguen peces y hortalizas en un mismo sistema de producción.

Los peces favorecen el cultivo de hortalizas. En el caso de este proyecto, las especies de mayor ayuda son la tilapia y la trucha, debido al amplio rango de temperatura que se pueden desarrollar, y la poca exigencia en los parámetros de calidad del agua, que las hacen comunes en los sistemas acuapónicos.

Las plantas son los últimos organismos que entran en un sistema acuapónico. Se puede escoger entre una amplia variedad de hortalizas, además de hierbas aromáticas y ornamentales.

La rutina a seguir diariamente se resume en los siguientes pasos: alimentar a los peces, remoción de los peces muertos, control del nivel de agua y llenado del faltante, control de fugas en las tuberías, control de las entradas y salidas del agua para verificar su normal flujo sin obstrucciones, observación minuciosa de las plantas para descartar presencia de plagas, remoción de hojas enfermas y control de pérdidas de agua en las camas.

Semanalmente, las rutinas se basan principalmente en la medición de la temperatura y del análisis de la calidad de agua mediante el uso de un kit colorimétrico. Cuando los niveles de amonio y nitritos sobrepasen a los tolerados por la especie de peces cultivada, es recomendable cambiar parcialmente el agua, aumentar el tiempo de bombeo, disminuir la dosis de alimento de los peces e incrementar el número de plantas en las camas.

El proyecto Inti Muya propone el cultivo de hortalizas en invernaderos solares mediante un sistema acuapónico, que incluye la crianza de especies acuáticas y el cultivo de plantas en un sustrato inerte. 

 

NITRIFICACIÓN

La conversión aeróbica de amoníaco a nitratos es una de las funciones más importantes del sistema acuapónico, ya que reduce la toxicidad del agua para los animales, y permite que los compuestos de nitrato resultantes sean removidos por las plantas para su nutrición. El amoníaco, a su vez, es desprendido constantemente al agua como producto de su metabolismo.

Concentraciones de entre 0.5 y 1 ppm resultan perjudiciales para los animales, aunque las plantas, hasta cierto grado, pueden absorber el amoníaco del agua, y los nitratos son más fácilmente asimilados.

Las raíces sumergidas de los vegetales tienen un área que permite la acumulación de bacterias. El cuidado de estas colonias es importante para regular la asimilación completa del amoníaco y nitrato. Es por ello que la mayoría de los sistemas de acuaponía incluye una unidad de biofiltración, que ayuda a facilitar el crecimiento de estos microorganismos.

Es posible que, en un comienzo, se registren mayores concentraciones en los niveles de amoníaco (hasta 6.0 ppm) y de nitrato (hasta 15 ppm). Puesto que el proceso de nitrificación acidifica el agua, se pueden agregar bases no sódicas como el hidróxido de potasio o el hidróxido de calcio para neutralizar el pH y proveer un colchón contra la acidificación. También se pueden añadir nutrientes y minerales selectos como el hierro, el principal sustento de las plantas.

Otra opción interesante para tratar la acumulación de sólidos durante la acuaponía es el empleo de gusanos, ya que desintegran la materia orgánica sólida para que pueda ser utilizada por las plantas y animales.

COMPONENTES

Los sistemas de acuaponía suelen ser agrupados en diferentes componentes o subsistemas responsables de la remoción efectiva de desechos sólidos, así como añadir químicos base para la neutralización de ácidos o mantener el agua aireada y con oxígeno.

Entre los componentes del proyecto se encuentra un tanque de crianza, donde crecen y se alimentan los peces; una unidad de remoción de sólidos, que captura los alimentos no digeridos y la biopelícula desprendida para sedimentos finos; así como un biofiltro donde la bacteria de nitrificación puede crecer y convertir amoníaco en nitratos, que son usados por las plantas.

Incluye, además, subsistemas hidropónicos, que consisten en invernas donde las plantas crecen absorbiendo el exceso de nutrientes del agua. Finalmente, está el Sump, el punto más bajo del sistema donde el agua fluye y es bombeado de regreso a los tanques de crianza.

Dependiendo de la sofisticación y costo del sistema acuapónico, las unidades de remoción de sólidos, la biofiltración y/o subsistemas hidropónicos puede que sean combinados en una unidad o subsistema, lo que evita que el agua fluya directamente de la sección de acuicultura a la sección del sistema de hidroponía.

OPERACIÓN

Los autores del proyecto explican que los sistemas acuapónicos, por lo general, no descargan o intercambian agua bajo operaciones normales, y en lugar de ello recirculan y reúsan el recurso de manera eficaz. El sistema se apoya en la relación entre los animales y las plantas para mantener un ambiente acuático estable, con un mínimo de fluctuación en niveles de oxígeno y ambiente nutriente.

Se añade agua únicamente para rellenar la pérdida de la misma, producida a causa de la absorción y transpiración de las plantas, por la evaporación del agua superficial, por el desbordamiento del sistema a causa de la lluvia y la remoción de biomasa, como lo es el desecho sólido del sistema.

Como resultado, la acuaponía utiliza aproximadamente el 2% del agua que requiere una granja convencional para irrigar la misma producción de vegetales. Ello permite la producción de vegetales y animales en áreas donde el agua y la tierra fértil son escasas. El agua llena de nutrientes cuyo derrame puede ser acumulado en tanques receptores y reusada para acelerar el crecimiento de la hortaliza cultivada. Del mismo modo, puede ser bombeada de regreso al sistema para rellenar el nivel hasta el tope.

Las entradas más importantes al sistema son, además del agua, los alimentos para los animales acuáticos, junto con la electricidad necesaria para bombear el agua entre los subsistemas de acuicultura y los sistemas de hidroponía. Se puede añadir desove para reemplazar a los peces ya desarrollados, que van a ser retirados del sistema para mantener uno estable. En cuanto a resultados, el sistema brindará continuamente plantas crecidas en hidroponía y especies comestibles criadas en acuicultura.

PROBLEMAS A ABORDAR

El proyecto está orientado, en gran medida, a contribuir a la lucha contra la pobreza en el norte del país, específicamente en la localidad de Cañaris. Este distrito es considerado una zona vulnerable. De acuerdo a un estudio de Fondo de Cooperación para el Desarrollo Social (Foncodes) y el Ministerio de Economía (MEF), el mayor número de pobres rurales en Lambayeque radican en la zona andina Incahuasi - Cañaris, con un promedio de 94.5%.

Por otro lado, un informe sobre salud de Lambayeque revela que más del 50% de los neonatos de los distritos de Incahuasi, Cañaris, Salas y Mórrope registran serios problemas de desarrollo desde su nacimiento, ya que las madres padecen desnutrición crónica durante el embarazo. En tanto, más de la mitad de niños menores de cinco años tiene este mismo mal.

De acuerdo a lo observado, se concluye en que las condiciones de vida son muy precarias en las zonas referidas. Las familias viven en casas sin servicios básicos y no se cuentan con los recursos necesarios para la provisión de alimentos. En cifras, el informe revela que hay 4,074 niños con desnutrición crónica; en Incahuasi (1,315), Cañaris (1,037), Salas (482) y Mórrope (1,240).

Se concluye que con la implementación de técnicas simples es posible mejorar considerablemente el aspecto económico, social y ambiental de una comunidad. La acuaponía representa más que una fuente completa de alimentos de alta calidad, sino que también es una oportunidad para mejorar las condiciones socioeconómicas del ser humano, contribuyendo a la mejora alimentaria.

Los responsables de Inti Muya afirman que la tecnología empleada en el sistema servirá para ayudar a las personas a superar el porcentaje de desnutrición. A su vez, es factible porque solo se requiere de una capacitación simple a un grupo de pobladores para la construcción del espacio, así como para el cuidado de los peces y plantas.

Finalmente, destacan los buenos niveles de radiación del distrito de Cañaris, lo que es un indicador de que es factible hacer uso de un sistema solar pasivo como sistema de calefacción propia, ya que muchas viviendas alejadas cuentan con espacio suficiente para su implementación.

Publicado en revista Agua y Saneamiento Ed. 4