La acuaponía, ¿cómo funciona?

La acuaponía hace convivir una cría de peces y un cultivo sin suelo en un mismo circuito cerrado. Los desechos de los peces, transformados por bacterias, se convierten en el abono de las plantas, que depuran el agua antes de que vuelva a los tanques. El principio cabe en tres líneas; su manejo diario, en cambio, exige verdadera experiencia.

Veamos cómo funciona este mecanismo, del ciclo del nitrógeno al recorrido del agua, y cómo se traduce en la práctica en una granja profesional como la que estamos construyendo en Moselle, en el noreste de Francia.

Tres cultivos en un mismo circuito cerrado

Una granja acuapónica lleva en realidad tres cultivos en un mismo circuito cerrado: el de los peces, el de las bacterias y el de las plantas. Ninguno puede retirarse sin que el equilibrio se derrumbe.

Los peces se alimentan y cargan el agua de amoniaco, tanto por sus desechos como por su respiración. Unas bacterias nitrificantes, instaladas en los soportes de un biofiltro, transforman ese amoniaco en nitratos. Las plantas absorben esos nitratos igual que absorberían un abono, y devuelven el agua limpia. Este circuito forma así un auténtico círculo virtuoso.

Lo que la agricultura convencional compra en forma de fertilizantes de síntesis, nosotros lo producimos en nuestros tanques gracias al alimento que damos a los peces y a sus desechos.

El ciclo del nitrógeno, motor del sistema

Un sistema acuapónico se basa en el ciclo del nitrógeno. El amoniaco que excretan los peces les resulta tóxico en dosis muy bajas. En su forma no ionizada, la que atraviesa la barrera branquial, los umbrales de seguridad fijados para la trucha arcoíris se cuentan en centésimas de miligramo por litro, lo que deja al productor un margen de error mínimo.

Se suceden dos etapas bacterianas. La primera convierte ese amoniaco en nitritos, también tóxicos. La segunda transforma esos nitritos en nitratos, la forma de nitrógeno que los vegetales asimilan mejor y que los peces toleran en concentraciones mucho más altas. Al consumir esos nitratos, las plantas depuran el agua y cierran el ciclo.

Los nitratos, indeseables en un tanque de cría, son precisamente la forma de nitrógeno que los vegetales mejor saben asimilar. El residuo de uno se convierte en el recurso del otro.

Lo que cambiaron los análisis genéticos

Durante mucho tiempo los manuales atribuyeron esas dos etapas a dos géneros bacterianos concretos, Nitrosomonas y luego Nitrobacter. Los análisis moleculares realizados desde hace una decena de años sobre biofiltros reales de acuicultura cuentan una historia más rica. El género Nitrospira domina casi siempre la oxidación de los nitritos, mientras que Nitrobacter a veces está totalmente ausente. Unos trabajos publicados en 2017 sobre un biofiltro de piscicultura de trucha no detectaron ni una sola secuencia.

Las mismas investigaciones han puesto de manifiesto arqueas que oxidan el amoniaco, así como bacterias llamadas comammox, capaces de asegurar por sí solas las dos conversiones sucesivas. La composición de este consorcio varía de una instalación a otra según la temperatura, el pH, la carga de nitrógeno y la salinidad.

Para el productor, la consecuencia práctica no cambia. Lo que importa no es nombrar a estos microorganismos, sino ofrecerles un soporte colonizable, agua oxigenada y una alcalinidad suficiente.

El recorrido del agua, paso a paso

En una instalación profesional, el agua sigue un trayecto preciso y se cierra sobre sí misma. Sale de los tanques de cría cargada de materia en suspensión y atraviesa después una filtración mecánica, casi siempre un filtro de tambor, que retiene las partículas sólidas antes de que se descompongan y consuman el oxígeno del circuito.

Llega luego al biofiltro, donde se produce la conversión del nitrógeno descrita más arriba. Desde allí se distribuye hacia las zonas de cultivo, balsas flotantes para las hortalizas de hoja o canaletas según las variedades. Depurada por las raíces, vuelve por fin a los tanques tras controlar su temperatura, su oxígeno disuelto y su pH.

Solo hay que compensar las pérdidas por evaporación y por transpiración de las plantas, del orden del 1 % al 3 % del volumen total al día. El circuito cerrado recicla por tanto alrededor del 95 % del agua, mientras que un cultivo al aire libre con riego la pierde casi por completo. Este ahorro de agua es la primera ventaja de una acuaponía profesional en un clima donde el riego se convierte en una limitación.

El ciclado, o por qué una granja arranca despacio

Estas bacterias no se instalan por encargo. Según las condiciones, hacen falta de tres a ocho semanas para establecer una población estable, la etapa que los profesionales llaman ciclado. Los organismos que oxidan el amoniaco colonizan el biofiltro entre cinco y siete días después del primer aporte de nitrógeno, y los que tratan los nitritos toman el relevo una semana más tarde. El sistema solo se considera maduro cuando los nitritos han vuelto a cero y los nitratos progresan de forma regular.

Varias palancas acortan esta fase. Sembrar el biofiltro con un medio tomado de una instalación ya en funcionamiento sigue siendo con diferencia lo más eficaz. También ayudan una temperatura mantenida en la parte alta del rango bacteriano, una alcalinidad sostenida y un aporte regular de amoniaco.

Esta fase de arranque explica que una granja acuapónica produzca más tarde que un invernadero hidropónico, que da cosecha desde su primer cultivo.

El pH y el hierro, un equilibrio permanente

El pH es el parámetro en el que los tres compartimentos más se oponen. Las plantas prefieren un agua claramente ácida, en torno a 5,5 y 6,5. Las bacterias nitrificantes trabajan mejor por encima de 7. Los peces aceptan un rango más amplio. El manejo elegido en acuaponía consiste por tanto en situarse en un punto intermedio entre 6 y 7, donde nadie alcanza su óptimo pero cada uno funciona correctamente.

Ese pH no se mantiene solo. La nitrificación es una reacción acidificante, y el dióxido de carbono que emiten los peces forma un ácido débil, de modo que el sistema deriva de forma natural hacia abajo. El productor tampona alternando carbonatos de calcio y de potasio, lo que corrige la acidez y cubre en el mismo gesto las dos carencias estructurales de la acuaponía, el potasio y el calcio, que el pienso para peces no aporta.

Queda el hierro. Por encima de pH 7 precipita en una forma que la raíz ya no puede tomar, y aparece una clorosis en las hojas jóvenes. Por eso se realizan aportes de hierro quelatado, del orden de 1 a 2 miligramos por litro, durante los primeros meses y después a demanda. Estos complementos son solubles y no suponen ningún peligro para los peces, y su coste sigue siendo marginal frente a los fertilizantes completos que exige un manejo hidropónico.

Qué produce una granja y cómo se dimensiona

Una granja acuapónica reúne dos oficios, la piscicultura y la horticultura sin suelo. La elección de las especies obedece ante todo a una limitación térmica, ya que los peces reunidos en un mismo circuito deben compartir el mismo rango de temperatura. En clima templado, la trucha arcoíris y la trucha de arroyo coinciden en torno a 13 y 16 °C y se crían juntas sin dificultad. La lucioperca, que exige un agua bastante más cálida, corresponde a una unidad aparte, lo que explica que una granja pensada para varias especies separe sus naves de cría.

En el lado vegetal, los cultivos de ciclo corto y alta demanda de nitrógeno son los que mejor aprovechan el sistema: es el caso de las lechugas y de las hierbas aromáticas. Para los frutos de verano también es posible producir tomate, pimiento, berenjena, calabacín o fresa, aunque la acuaponía desacoplada suele adaptarse mejor a estas producciones.

El dimensionado, por último, no se calcula en kilogramos de pescado, sino en cantidad de alimento distribuida cada día. La FAO considera de 40 a 50 gramos de alimento por metro cuadrado de cultivo y día para las hortalizas de hoja, y de 50 a 80 gramos para las de fruto. La producción piscícola se deduce después de ese aporte y del índice de conversión alimenticia, cercano a 1 en la trucha de cría moderna. Equilibrar un sistema acuapónico consiste por tanto en razonar sobre un flujo, y no sobre un stock.

Qué consume el sistema y qué vuelve imposible

El agua es el apartado donde la ventaja es más clara, por las razones expuestas más arriba. La energía, en cambio, es el verdadero reto. Una granja acuapónica es muy intensiva en energía, sobre todo eléctrica, porque las bombas, la aireación y la filtración funcionan sin interrupción, a lo que se añaden los sistemas de calefacción o de refrigeración según los casos. Existen soluciones para aligerar esta partida, desde el fotovoltaico en autoconsumo hasta las bombas de calor, pasando por la recuperación de calor residual de una instalación vecina. Es la vía que seguimos en nuestro proyecto.

El terreno pasa, en cambio, a un segundo plano. Como el cultivo prescinde de tierra, un solar en desuso, una tierra pobre o una parcela de periferia urbana sirven perfectamente, lo que permite implantarse lo más cerca posible de los lugares de consumo.

Un último punto distingue radicalmente la acuaponía de los demás cultivos sin suelo. En un circuito donde peces, bacterias y plantas dependen unos de otros, ningún tratamiento de síntesis es viable. Un antibiótico administrado a los peces esterilizaría el biofiltro y provocaría de inmediato un pico de amoniaco. Un insecticida aplicado sobre los cultivos volvería a caer en los tanques. La protección de los cultivos se basa por tanto en la introducción de auxiliares, en la gestión del clima bajo abrigo y en una vigilancia diaria de las poblaciones. Una producción acuapónica es así libre de pesticidas y de antibióticos por construcción, lo que la sitúa sin discusión del lado de la agricultura sostenible.

Nuestro enfoque en Vic-sur-Seille

Aplicamos estos principios en nuestro proyecto de granja acuapónica a gran escala, en Vic-sur-Seille, en Moselle. Tres naves piscícolas, cuatro invernaderos de producción, un invernadero de investigación y un taller de transformación se organizarán en torno a un único circuito de agua.

El objetivo de producción se sitúa en torno a sesenta toneladas de pescado y treinta y cinco toneladas de vegetales al año, es decir, cerca de setenta y cinco toneladas de alimentos netos. Esta escala se ha elegido como un justo equilibrio. Nuestro modelo no es el de las megagranjas, sino el de una explotación a escala humana, lo bastante grande para pesar en el abastecimiento de una zona de población y lo bastante medida para que cada cual conozca sus plantas y sus peces y los atienda cada día. Nuestra producción se venderá en un radio de cien kilómetros alrededor de la granja, y los profesionales del territorio con los que nos hemos reunido esperan esta oferta local con impaciencia.

El proyecto se encuentra hoy en fase de ronda de financiación, con ayudas ya obtenidas en el marco del plan France 2030, el programa nacional francés de inversión, y usted también puede participar para permitir el inicio de las obras en 2027. Concebida para ser reproducida, esta primera granja servirá de modelo a las siguientes, en otras zonas de población.

Entonces, ¿cómo funciona realmente?

El principio se resume en una frase. Un alimento entra en el circuito, alimenta a unos peces cuyos residuos convierten las bacterias en un abono que las plantas consumen, y el agua así depurada vuelve a los tanques.

Todo se juega después en el manejo diario de ese equilibrio: la buena alimentación de los peces, el seguimiento de los parámetros del agua, la observación de la salud de la población piscícola y de las plantas cultivadas. Este trabajo lo realizará un equipo de una decena de personas, acompañado por un conjunto de sistemas automatizados contrastados que lo asisten a diario.

Así, nuestra explotación dispondrá de dos producciones complementarias sobre una sola infraestructura, sin depender de ningún fertilizante de síntesis y consumiendo cinco veces menos agua que una agricultura al aire libre. Eso es lo que convierte a la acuaponía en una de las palancas más concretas de la transición agrícola y de la soberanía alimentaria, al acercar una producción local y sostenible a los lugares de consumo, en una lógica de canales cortos. Hemos desarrollado esta cuestión en nuestro artículo Acuaponía, hidroponía y aeroponía: ¿en qué se diferencian?.

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