Aeroponía: todo lo que necesitas saber

¿Qué es la aeroponía?

La aeroponía es un método de cultivo que cultiva plantas sin tierra. Es parte de los métodos más amplios de cultivo "sin suelo", que también incluyen hidroponia y aquaponics.

Pero a diferencia de estos otros 2 métodos, no utiliza ningún árido ni sustrato. A veces, la planta se puede mantener en su lugar con un sustrato muy ligero, como fibra de coco, con la raíz colgando sin soporte.

En cambio, los nutrientes se entregan a la planta a través de gotitas o una niebla rociada de agua en aerosol que contiene los nutrientes disueltos.

Fuente: Granjero moderno

El objetivo principal de este método es lograr el mayor control posible sobre las condiciones de crecimiento de las plantas, así como eliminar la mayor parte del medio para las enfermedades (tierra y agua).

El tamaño del mercado de aeroponía representa 2.7 millones de dólares en 2023 y se espera que crezca a 17.4 millones de dólares en 2033, con una tasa compuesta anual del 20.5%.

La ciencia de la aeroponía

En aeroponía, nutrientes como fosfato, potasio y nitrógeno (“NPK”), así como micronutrientes, se disuelven en el agua, lo que permite una eficiencia de casi el 100% en el uso de fertilizantes. La diferencia con la hidroponía es que el agua no siempre está presente sino que se rocía regularmente sobre las raíces.

La aeroponía se puede dividir en 2 diseños diferentes: sistemas de baja presión y alta presión.

Sistemas de alta presion Utilice bombas potentes y boquillas altamente presurizadas para arrojar una niebla de alta presión directamente a las raíces. La presión puede llegar a 60-90 psi. La niebla está altamente oxigenada, lo que permite una ingesta eficiente de nutrientes.

Sistemas de baja presión utilice una suave niebla o gotas para regar las raíces de la planta. En este sistema, la niebla es un ligero rocío de gotas, lo que permite una absorción lenta y regular de los nutrientes. Se prefiere esto a la alta presión para plantas sensibles cuyas raíces se dañarían con la alta presión, o para un enfoque del método de baja tecnología. La baja presión a veces se denomina "remojo acapónico", ya que las raíces se empapan con la niebla en lugar de aplicarse altas presiones.

¿Qué se puede cultivar con aeroponía?

En teoría, casi todas las plantas pueden cultivarse con aeroponia. Sin embargo, las consideraciones de costos dan como resultado que los cultivos cultivados en aeroponía sean en su mayoría los mismos que en hidroponía: cultivos de alto valor y alta calidad con una demanda constante en el mercado en todas las estaciones.

Por eso los sistemas aeropónicos están especialmente adaptados para crecer:

• Verduras de hojas verdes (ensaladas, espinacas, etc.).
• Hierbas
• Fresas.
• Tomates.
• Pimenton.
• Pepino.

Además de estos cultivos aptos para hidroponía y aeroponía, en la aeroponía se pueden cultivar raíces que se pudren cuando se sumergen constantemente en agua. Así también se pueden cultivar patatas, zanahorias y otros tubérculos.

Los cultivos donde la composición química es importante y, por tanto, requieren condiciones de crecimiento estables y predecibles, como la marihuana, también se benefician de los métodos aeropónicos.

Las ventajas de la aeroponía

Algunas de las ventajas de la aeroponía son similares a las de otros métodos sin suelo, que analizamos con más detalle en nuestros artículos "Hidroponía: todo lo que necesitas saber" y "Acuaponía: todo lo que necesitas saber"

• Reducción del uso de agua, 80-95% de la agricultura convencional.
• Uso cercano al 100% de los fertilizantes, sin contaminación.
• No hay necesidad de herbicida.
• Control sobre las condiciones de crecimiento.
• Aprovechamiento máximo del espacio, especialmente si se combina con la agricultura vertical.

Además de estas, la aeroponía tiene algunas ventajas únicas.

Control de plagas y enfermedades

Obviamente, eliminar el suelo elimina el riesgo de enfermedades transmitidas por el suelo. Sin embargo, la hidroponía sigue siendo vulnerable a las enfermedades transmitidas por el agua, ya que las raíces cuelgan constantemente en la misma cantidad de agua.

Al tener mucha menos agua en el sistema, resulta más fácil controlar el agua para detectar la presencia de patógenos. También facilita la limpieza, filtración o esterilización del agua si se detecta contaminación.

Como resultado, la aeroponía es un método agrícola que requiere mucho menos uso de pesticidas, incluso menos que la hidroponía.

Tener agua muy limpia y sin tierra también hace que la aeroponía sea uno de los métodos de cultivo más seguros para los consumidores, con pocas posibilidades de contaminación con bacterias dañinas.

Crecimiento más rápido

Gracias al nivel extremo de oxigenación de las raíces, las plantas en condiciones aeropónicas pueden crecer hasta 2-3 veces más rápido que en hidroponía, a menudo más rápido que en plantas en macetas en invernaderos o campos abiertos.

Esto puede hacer que la misma superficie de cultivo sea ultraproductiva para cultivos de cosecha rápida, como las verduras de hojas verdes.

Tubérculos

Como se mencionó anteriormente, la aeroponía es el único método de cultivo vertical y sin suelo compatible con el cultivo de raíces como patatas, zanahorias, chirivías, etc.

Fuente: papatata 

Además, como las raíces cuelgan directamente para ser pulverizadas, es posible acceder a ellas directamente. Esto puede ser una gran ventaja para el cultivo de raíces en agricultura vertical, ya que hace que la cosecha sea más práctica y sin tierra que limpiar de los tubérculos cosechados.

Los contras de la aeroponía

Costes

Como todos los métodos de cultivo sin suelo, el costo es un problema, especialmente los costos iniciales. La aeroponía requiere instalaciones, equipos, sensores, filtros, etc. dedicados. Además de los sistemas hidropónicos, también requiere boquillas (de calidad comercial para sistemas de alta presión) y bombas potentes, así como tanques de presión.

Monitoreo de pH y nutrientes

Esto no es exclusivo de la aeroponía, sino que aquí es aún más sensible. Esto se debe a que el volumen de agua disminuye considerablemente, lo que hace que la concentración de nutrientes sea mucho mayor.

Esto también significa que los nutrientes no deben estar demasiado concentrados. Como no hay suelo ni agua que sirvan de amortiguador, la cantidad de nutrientes entregados a las plantas debe calcularse con precisión.

Esto lo hace mucho más complejo y requiere más conocimientos que otros métodos de cultivo, en los que una pequeña sobrecarga de nutrientes no tendría importancia.

Por lo tanto, los sistemas aeropónicos están constantemente pisando una delgada línea entre una concentración demasiado alta de nutrientes (que causa estrés iónico y de pH a la planta) y una concentración demasiado baja (que causa un crecimiento subóptimo).

Resiliencia

Los sistemas hidropónicos son, por naturaleza, más artificiales que los cultivos en campo abierto. Esto significa que dependen de que todo funcione sin problemas:

• Cadena de suministro en piezas y componentes.
• Suministro de energía eléctrica.
• Sistema electrónico conectado para operaciones altamente automatizadas y avanzadas.
• Mano de obra calificada capaz de realizar eficientemente el monitoreo y mantenimiento requerido.

Si bien hay formas de mitigar estos riesgos, por ejemplo con sistemas redundantes o un mayor inventario (lo que aumenta los costos de instalación), o el suministro localizado de energía a través de la generación de energía renovable, la aeroponía nunca será tan resistente como un cultivo regado por la lluvia en un campo abierto. campo.

Todo esto también podría decirse de la hidroponía. Pero esto es aún más crítico para la aeroponía, ya que las raíces necesitan una niebla constante para mantenerse hidratadas y no sufrir daños.

Por lo tanto, incluso unas pocas horas de cortes debido a una bomba o suministro de energía defectuosos pueden descarrilar toda una cosecha de aeroponía. Por este motivo, algunos sistemas aeropónicos cuentan con un respaldo hidropónico para inundar los cultivos en caso de un fallo temporal de la aeroponia. Por supuesto, estas copias de seguridad sólo aumentan los costos y la complejidad.

Complejidad:

Y la complejidad es otra cuestión de la aeroponía. No sólo es necesario controlar el sistema para detectar enfermedades y el equilibrio de nutrientes, sino que también contiene muchas más piezas que un sistema hidropónico. Cada raíz se pulveriza individualmente mediante una o varias boquillas que emiten la niebla. Estas boquillas podrían obstruirse o fallar. Cada uno se suministra con su propio sistema de tuberías.

Cuantas más piezas, más posibilidades de que algo salga mal, lo que hace que la aeroponía sea un sistema mucho más intensivo en mantenimiento y monitoreo en general y más complejo de configurar inicialmente.

Innovación en aeroponía

Iluminación LED

Las luces LED son una intervención tecnológica crucial en la aeroponía. Estas luces consumen mucha menos energía, emiten menos calor y duran más que otras fuentes de luz.

Además, no todo el espectro de luz visible es útil para las plantas en la fotosíntesis, por lo que los LED dedicados sin luz verde pueden reducir aún más la electricidad consumida por los rayos artificiales.

Fuente: Agritectura

IoT y automatización basada en sensores

La disminución de los costos de los sensores y la electrónica ha hecho posible el monitoreo continuo de la temperatura, la humedad, la luz, los niveles de pH y el volumen de nutrientes.

Esta agricultura basada en sensores ayuda a rastrear y ajustar en tiempo real para que las condiciones sean óptimas en todo momento. Teniendo en cuenta el alto nivel de monitorización que requiere la aeroponía, los sensores baratos y potentes son aún más importantes para este método que para cualquier otro.

Tecnologías basadas en IA

Como se mencionó, la aeroponía requiere un monitoreo intenso del sistema hídrico, enfermedades, niveles de nutrientes, etc.

La IA puede ayudar a optimizar las condiciones ambientales, incluida la luz, la humedad y los niveles de nutrientes. La IA también ayuda a optimizar la inversión y reducir los costos mediante la creación de planes de crecimiento personalizados para cada tipo de planta.

También puede utilizar visión artificial o pruebas bioquímicas para advertir sobre patógenos antes de que un humano pueda hacerlo o descubrir si una planta no está recibiendo suficiente o demasiado de algunos nutrientes.

Por último, con el auge de los robots agrícolas autónomos, podemos imaginar un sistema aeropónico en el que plantar, podar, cosechar y reemplazar plantas pueda ser completamente automático.

Nebulizadores ultrasónicos

La aeroponía "tradicional" utiliza boquillas de baja o alta presión para crear una niebla con partículas más o menos grandes de agua en aerosol.

Una alternativa es utilizar ultrasonidos para crear gotas de agua ultrapequeñas, similares a la niebla. Las partículas pueden ser tan pequeñas como 10 micrones. Por esta razón, a esto a veces se le llama “fogponics”.

Fuente: árboles.com

Un tipo de cultivo que se beneficia del uso de la niebla son las plántulas y los clones, que todavía no tienen un sistema de raíces. Con la aeroponía, estas plantas podrían recibir muy poco y secarse o demasiado y obstruirse y asfixiarse o pudrirse.

Fogponic ofrece una presión mucho menor, lo que es ideal para plantas frágiles. La niebla también se puede extender a un área mucho más grande, reduciendo la complejidad y el problema de tener demasiadas boquillas y reemplazarlas con solo unos pocos nebulizadores.

También aporta menos nutrientes, una ventaja para las clonaciones o las plántulas, pero podría convertirse en un problema para las plantas maduras más grandes.

Sin embargo, el sistema tiene algunas limitaciones:

• Generación de calor: el atomizador podría sobrecalentarse y secará la niebla.
• Acumulación de sal: incluso más que con la aeroponia, un depósito de sal procedente de los nutrientes puede acumularse y obstruir los atomizadores y las tuberías. Es posible que sea necesaria una limpieza regular con cepillo o disolviendo la sal en vinagre/ácido.

Fuente: luttuscrecer

Aeroponía basada en el espacio

Con una nueva carrera espacial en marcha y los planes de Estados Unidos, Rusia y China de instalar bases permanentes en la Luna y Marte, la cuestión de cómo alimentar a decenas o incluso cientos de astronautas se vuelve más apremiante.

Cuanta más gente, menos sentido económico tendrá importar todos los alimentos de la Tierra. Aún así, estos hábitats artificiales serán pequeños, y cada kilo/metro cúbico de hábitat y eventual invernadero costará mucho construir y traer al sitio.

Por lo tanto, producir alimentos localmente tiene sentido para reducir los costos de transporte, y además, producirá oxígeno y reciclará el aire como beneficio adicional, pero solo si es muy eficiente. Los costos y la escasez de espacio y agua hacen de los sistemas aeropónicos una excelente opción para la producción espacial de alimentos, con la reducción del riesgo de enfermedades vegetales como otro argumento a su favor.

La posibilidad de cultivar raíces muy energéticas, como las patatas, que también son fáciles de comer sin una cocción demasiado compleja (a diferencia de los cereales), también favorece a la aeroponía frente a otras soluciones.

Además de todo, una neblina de agua probablemente será mucho más práctica que el agua líquida sin gravedad.

Y esto no es sólo un concepto, ya que el prototipo ya se ha probado en la ISS bajo el Programa de demostración técnica del sistema de prueba en órbita eXposed Root (XROOTS).

Fuente: NASA

Construyendo una instalación aeropónica

En general, la hidroponía es más sencilla, más barata de construir y más fácil de mantener que la aeroponía.

Entonces, cuando se planifica construir una instalación aeropónica, una buena pregunta a responder es ¿Por qué elegir la aeroponía en lugar de la hidroponía?

Aún así, hay muchos casos de uso en los que tendrá sentido preferir la aeroponía:

• Cultivo de plántulas o clonaciones.
• Cultivo de tubérculos en una configuración agrícola vertical.
• Cultivo de especies de plantas que son muy sensibles a las enfermedades transmitidas por el agua.
• Limitaciones extremas en el suministro de agua (lugares desérticos), centrándose en utilizar incluso menos agua que la hidroponía.
• Un crecimiento más rápido agrega valor:
  • La disponibilidad de espacio es fundamental, como en la agricultura urbana y el cultivo ultralocal.
  • La demanda fluctúa rápidamente o es difícil de predecir, por lo que una rotación más rápida permite una respuesta rápida a una demanda creciente o menguante.

En la mayoría de los casos, las operaciones comerciales utilizarán aeroponía, ya que es más compleja de configurar y operar que la hidroponía más simple.

Aún así, es posible utilizar sistemas caseros de menor escala, ya que permiten una rotación muy rápida de un volumen reducido, lo que permite, por ejemplo, tener un pequeño sistema en una casa o en un piso donde se instalaría el agua corriente y los tanques de agua de la hidroponía. ser inconveniente.

Conclusión

La aeroponía es una poderosa mejora con respecto a la hidroponía para ciertas condiciones, ya que ofrece un rendimiento superior en cuanto a velocidad de crecimiento, uso de agua, riesgos de enfermedades y uso del espacio.
Sin embargo, se trata de un sistema aún más complejo, caro y difícil de mantener.

La abundancia de boquillas o la acumulación de sal en el caso de la fogponía requerirán una atención constante para mantener el sistema en óptimas condiciones. Y cualquier fallo provocará rápidamente que la planta se marchite y muera.

Por lo tanto, la aeroponía es probablemente un sistema adecuado para un pequeño proyecto de hobby, donde el espacio es la mayor limitación y se cuida la rápida rotación, o para un equipo comercial de alta tecnología y mucha experiencia listo para optimizar sus operaciones agrícolas en interiores.

Y podría ser que la aeroponía sea el futuro de la agricultura de interior, gracias a una gama más amplia de cultivos que incluye cultivos de raíces, un menor uso de agua, menores pérdidas por enfermedades y una rotación de cultivos aún más rápida.
Algo que incluso podría ser cierto cuando la humanidad se expanda al espacio exterior.