Título :	Diseño de un sistema acuapónico autónomo
Autor(es):	Oscar Alatorre Jacome
Palabras clave:	Agricultura sustentable Alimentary safety Ecología de la productividad Production ecology Seguridad alimentaria Sustainable agriculture
Área:	INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Fecha de publicación :	nov-2014
Facultad:	Facultad de Ingeniería
Programa académico:	Doctorado en Ingeniería
Resumen:	El presente trabajo es una propuesta dentro del campo de la Ingeniería de Biosistemas. Su objetivo principal es probar la hipótesis que es posible construir un sistema acuapónico de traspatio, el cual pueda obtener una productividad mayor o igual al de sistemas acuapónicos de escala agroindustrial que se han diseñado con anterioridad. El sistema experimental tipo consistió de un tanque de cultivo con 0.5 m3 de capacidad, acoplado a un biofiltro relleno de tezontle, el cual fue utilizado también como área de cultivo (2 m2). Como bomba recirculadora, se seleccionó una bomba de bajo consumo eléctrico (35 W), con un flujo de 600 lts h-1. Como componente biológico se cultivaron tilapias (Oreochromis niloticus L.) bajo una densidad de 2 kg m3, y lechugas (Lactuca sativa L.) con una densidad de 20 ind m-2. Durante los 35 días que duró el experimento, se monitorearon variables climáticas, fisicoquímicas y biológicas dentro y fuera del sistema de cultivo. Como resultados, la temperatura de agua registró una media de 21.09 ± 0.11 °C, mientras que la temperatura media del aire se sitúo en los 24.73 ± 0.341 °C. Con respecto a la calidad del agua, se registraron valores finales de pH correspondientes a 7.75 unidades, mientras que la conductividad se registró en 0.93 dS m-1. Tanto el sodio como el cloro registraron incrementos del 475.78% y del 437.28 %, respectivamente. Los valores de NH3+, NO2- y NO3 y PO4+ se registraron dentro de los límites de tolerancia para sistemas de recirculación acuícola. Con las biometrías se determinó una tasa de crecimiento relativa de 1.075 g pez-1 día-1 para O. niloticus, y de 6.11 g lechuga-1 día-1 para L. sativa. Adicionalmente, se estimó un crecimiento alométrico positivo en los peces, correspondiente a la expresión L ¿=0.113 W^3.1374,r^(2 )=0.774. La acumulación de biomasa total correspondió a 2.146 kg en O. niloticus y de 15.675 kg en L. sativa. Con base en el análisis foliar, se estimó una fijación de biomasa seca de 51.9 g kg-1, en los cuales se determinó la proporción C471:N38.2:K31.6:P1. De los análisis bromatológicos, se determinó un contenido calórico de 141.94 ± 53.8 kcal kg-1 en L. sativa, y de 756.36 ± 23.3 kcal kg-1 en O. niloticus. Finalmente, se estimó un rendimiento correspondiente a 27.245 ± 1.220 kg m-2 año-1 en L. sativa, y de 8.909 ± 0.850 kg m-3 año-1 en O. niloticus. Con estos datos, la producción comparada con el sistema de Rakocy et al. (2000) corresponde a un 26.35 % para peces y a 57.44 % para lechugas. Por tanto, aunque concluimos que nuestra hipótesis de trabajo es falsa, consideramos que el sistema es una propuesta adecuada para la producción de traspatio de alimentos frescos, orgánicos, inocuos y nutritivos en climas semidesérticos y subtropicales. The current work is a biological systems engineering proposal to prove the hypothesis that is possible to achieve same yields in a backyard aquaponic system than in a large-scale one. The experimental set-up consisted in a culture tank with capacity of 0.5 m3. A biological filter, filled with a volcanic local media called "tezontle", was also used as culture area ( 2 m2). An aquarium pump with low-energy consumption ( 35 W ) and low water flux ( 600 l hr-1). The biological components was tilapia, ( O. niloticus, 2 kg m-3) and lettuce ( L. sativa, 20 ind m-2). During 35 culture days, a range of climatical, physicochemical and biological variables were measured. As a result of the experimental procedure, average water temperature was 21.09 ± 0.11 °C, meanwhile the value of average air temperature was 24.73 ± 0.341 °C. The water quality parameters shown an average pH value of 7.75, with a water conductivity of 0.93 dS m-1. The elements sodium and chloride registered an accumulative behavior, with increments of 475.78 and 437.28, respectively. Values of NH3+, NO2- y NO3 and PO4+ were determined inside the security range for recirculating aquaculture systems. With the biometrics measures, the relative growth rate was computed in 1.075 g fish-1 day-1 for O. niloticus, and 6.11 g lettuce-1 día-1 for L. sativa. In addition, a positive, allometric growth in fish was computed under the expression L ¿=0.113 W^3.1374,r^(2 )=0.774. Total biomass accumulation was 2.146 kg in O. niloticus and 15.675 kg in L. sativa. With the results of foliar elemental analysis, a dry matter of 51.9 g kg was measured, with molar proportion of C471:N38.2:K31.6:P1. With bromatological analysis, a caloric content of 141.94 ± 53.8 kcal kg-1 in L. sativa was determined, meanwhile in O. niloticus the value was measured in 756.36±23.3 kcal kg-1. Finally, the estimated yield was computed in 27.245 ± 1.220 kg m-2 year-1 for L. sativa and 8.909 ± 0.850 kg m-2 year-1 for O. niloticus. This data was used to compared the potential production of the backyard aquaponic system with the emblematic design of Rakocy et al. (2000), in which a relative yield of 26.35 % for fish and 57.44 % for vegetables was achieved. Under this estimations, we conclude that our working hypothesis is false. Nevertheless, this system is a good proposal in order to culture fresh, organic and secure meals in semidesertic and subtropical climates.
URI:	http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/407
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