Introducción a la acuaponía moderna
La acuicultura se define universalmente como el cultivo de organismos acuáticos, es decir, peces, mariscos (tanto crustáceos como bivalvos), reptiles (principalmente cocodrilos y tortugas), anfibios, algas y/o corales. La hidroponía, por su parte, es el cultivo de plantas utilizando agua rica en nutrientes, en lugar de prácticas agrícolas más tradicionales, como el suelo.
 Cuando ambas se combinan, surge la acuaponía. La acuaponía es, por definición, el cultivo conjunto de animales acuáticos y plantas en sistemas contiguos, donde un organismo influye directamente en el otro. En teoría, esto ocurre sobre todo a través de los nutrientes, los efluentes y la química del agua y, aunque la acuaponía moderna aún es relativamente incipiente, sus distintas formas se remontan siglos atrás. |
El Antiguo Egipto, China, el Imperio romano y el México antiguo practicaron formas de cultivo muy parecidas a la acuaponía moderna, sobre todo usando los desechos de los peces como fuente de nutrientes para los cultivos. Incluso hoy, en su forma más simple, la acuaponía se practica en arrozales de todo el mundo, desde las carpas de los arrozales del Sudeste Asiático hasta los cangrejos de río (o “crawfish”, como se les llama coloquialmente) del Sur Profundo de Estados Unidos.
| Como los animales producen desechos de forma natural en los arrozales, los nutrientes que contienen actúan como fertilizantes para el arroz. |
El arroz, a su vez, ayuda a “limpiar” el agua que se acumula en el arrozal, creando condiciones más favorables para los cangrejos de río.
| La acuaponía moderna rara vez es tan sencilla, pero sigue el mismo principio: los organismos acuáticos producen los nutrientes que las plantas necesitan para crecer. Sin embargo, poco se habla de las implicaciones de cómo las dietas comerciales para peces y mariscos de cultivo influyen en la carga de nutrientes del sistema acuapónico y en la absorción de nutrientes de las plantas. |
La proteína en los piensos acuícolas y el impacto del nitrógeno en la producción acuapónica
Las necesidades nutricionales difieren mucho entre plantas y animales. En los animales, los macronutrientes principales son biomoléculas complejas: proteínas, lípidos y carbohidratos. En cambio, los macronutrientes de las plantas se definen de forma mucho más simple, como los elementos nitrógeno, fósforo y potasio (o N-P-K, como figura en los fertilizantes).
| Los nutricionistas animales se basan en estos requerimientos al formular la dieta de un animal, igual que químicos y agrónomos al desarrollar fertilizantes. Sin embargo, en los sistemas interconectados, las necesidades nutricionales de un organismo pueden condicionar drásticamente la disponibilidad de nutrientes para el otro. |
Las proteínas están formadas por aminoácidos, compuestos a su vez por átomos y grupos elementales de hidrógeno, carbono, oxígeno y nitrógeno. El nivel de proteína de las dietas acuícolas influye directamente en el nitrógeno necesario para cultivar los productos deseados, ya que los peces solo pueden metabolizar entre el 25 y el 30 % de la proteína que consumen (Dr. Khanal, Bioenergy Research Group, Hawái). El nitrógeno restante se excreta como amoníaco (NH3) durante el metabolismo.
| El amoníaco excretado lo degradan bacterias presentes de forma natural en el sistema, conocidas como bacterias oxidantes del amoníaco y del nitrito (históricamente llamadas simplemente Nitrosomonas y Nitrobacter). |
| Mediante estos procesos bacterianos, el amoníaco se transforma primero en nitrito (NO2) y luego en nitrato (NO3). Este nitrato es el que utilizan las plantas como fuente de nitrógeno disponible. Por tanto, cabe esperar que las dietas con un mayor porcentaje de proteína (por ejemplo, para peces más carnívoros o para peces jóvenes en fase larvaria) generen también más nitratos potencialmente disponibles para las plantas. |
| El origen de la proteína también ha mostrado cierta relevancia. En un estudio de Shaw, Knopf y Kloas (2022), se formularon cuatro dietas con distintas fuentes proteicas para tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) en un sistema acuapónico. Dos de sus objetivos principales fueron evaluar fuentes de proteína alternativas a la harina de pescado y definir un pienso específico para acuaponía según la fuente proteica. |
Los resultados mostraron que los peces crecieron de forma similar con todas las dietas, independientemente de la proteína. Sin embargo, las dietas con harina de subproductos avícolas y con harina de larvas de mosca soldado negra dieron el agua de RAS más rica en nutrientes.
El sistema donde los peces recibieron harina de larvas de mosca soldado negra generó uno de los perfiles de nutrientes más favorables para las plantas, con concentraciones significativamente mayores de potasio (23,88 mg/L), magnesio (20,19 mg/L) y fósforo (3,08 mg/L) que los tratamientos con harina de pescado y harina de sangre avícola, y niveles comparables de calcio (134,28 mg/L) y nitrato (42,96 mg/L).
| Esto refuerza que elegir bien los ingredientes de las dietas para acuaponía es clave, ya que cada ingrediente aporta una carga de nutrientes distinta a través de los desechos de los peces. |
El fósforo y su impacto según el entorno
Los niveles de fósforo en los piensos acuícolas también importan, ya que plantean una especie de callejón sin salida. El fósforo es esencial tanto para plantas como para animales. En los peces, es clave para producir ATP, ADN y ARN y, junto con el calcio, forma huesos y escamas. Sin una suplementación adecuada de fósforo, el crecimiento se frena, el FCR empeora y, con el tiempo, el esqueleto se deforma.
| En los crustáceos de cultivo ocurre algo similar: la deficiencia de fósforo afecta a la energía del camarón blanco del Pacífico y perjudica la muda y el desarrollo del exoesqueleto. Por ello, mantener niveles adecuados de fósforo en los piensos acuícolas es primordial. |
| Sin embargo, si las dietas están sobrecargadas de ingredientes ricos en fósforo, o este se presenta en una forma poco absorbible, se libera al medio natural. De hecho, el fósforo y el nitrógeno se consideran los dos principales nutrientes capaces de afectar negativamente a las masas de agua circundantes. |
Esto se considera indeseable por varias razones, como las proliferaciones de algas, el crecimiento excesivo de plantas acuáticas y bacterias, y el deterioro de la calidad del agua, siendo la turbidez y el oxígeno disuelto los parámetros más afectados.
| Así, cuando los organismos acuáticos se cultivan en estanques o canales (sistemas de cultivo abiertos al entorno), el fósforo debe estar en cantidad suficiente para permitir el desarrollo de peces y mariscos, pero no tan elevada como para contaminar el medio y poner en riesgo a la propia especie cultivada. Esto, sin embargo, cambia en los sistemas agrícolas controlados, como los sistemas de recirculación en acuicultura (RAS). |
Los RAS son la principal forma que adopta la acuaponía moderna, mediante sistemas de circuito abierto o de circuito cerrado. Los peces y mariscos se mantienen en tanques y reciben pienso elaborado. Sus desechos permanecen dentro del sistema, pero se trasladan a la zona donde se encuentran las plantas (que regresen o no a la sección de los peces depende de si el sistema es de circuito cerrado o abierto).
Dado que los RAS suelen funcionar como sistemas cerrados y muy controlados, los nutrientes en exceso, como el nitrógeno o el fósforo, no se liberan al medio de forma involuntaria ni en grandes cantidades, y estos sistemas pueden reutilizar más del 90 % del agua.
| El 10 % restante se pierde por evaporación y retrolavado de filtros. |
| La absorción del fósforo, así como la de otros nutrientes clave, también puede modularse mediante la inclusión de otros ingredientes. Por ejemplo, el fósforo se absorbe con mayor facilidad en proporción a la cantidad de calcio disponible en la dieta, y la mayoría de las especies presentan una relación calcio/fósforo (Ca:P) de entre 1:1 y 2:1. |
| Unas relaciones Ca:P adecuadas también son clave para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Estudios previos han demostrado además que el pienso suplementado con trazas de fitasa mejoró la absorción del fósforo. Cabe señalar que los piensos para acuaponía deberían ajustarse mejor para optimizar el equilibrio fósforo-calcio, o incluir ingredientes que aumenten el aprovechamiento del fósforo (por ejemplo, la fitasa). |
Micronutrientes
En un sistema acuapónico, el hierro (Fe) figura, en la mayoría de los casos, como uno de los principales micronutrientes limitantes. Otros micronutrientes limitantes son el boro (B), el cobre (Cu) y el zinc (Zn). Todos ellos son metales (excepto el boro, que se clasifica como metaloide) y se encuentran en cantidades traza en los piensos acuícolas. En consecuencia, es lógico pensar que, una vez que entran en el sistema acuapónico a través de las excreciones, estarán disponibles en cantidades aún menores.
| Esto se debe en parte a que tanto los peces como las plantas necesitan cantidades mínimas de estos elementos. Una suplementación excesiva podría alcanzar un nivel de toxicidad en cualquiera de los dos organismos (o incluso en ambos). Tomando el hierro como ejemplo, Liu et al. (2025) estudiaron la suplementación con hierro en carpa espejo (una variante de la carpa común, Cyprinus carpio) en sistemas acuapónicos y determinaron que aportar entre 200 y 400 mg/kg de hierro en la dieta mejoraba la salud de los peces, mientras que la suplementación excesiva dañaba el hígado y frenaba el crecimiento. |
| En los sistemas acuapónicos de circuito abierto, donde el efluente y el agua circulan en un solo sentido, es mucho más fácil suplementar estos micronutrientes con moderación en la zona de las plantas, y no en la de los peces o mariscos. |
| El hierro quelado es la principal vía para aportar hierro a los sistemas acuapónicos, normalmente mediante un depósito o “tanque de cabecera”. Así, cuando las plantas muestran deficiencia de hierro (por lo general, clorosis), esa zona puede suplementarse con los niveles adecuados sin perjudicar a los peces ni sobrefortificar los piensos con un exceso de estos nutrientes. |
Otras consideraciones
Aunque pueda parecer una cuestión semántica, conviene mencionar que muchos factores pueden contribuir a la carga de nutrientes de un sistema acuapónico, y que elegir la especie es tan importante como elegir la dieta adecuada. Optar por un pez o por un crustáceo implica necesidades nutricionales distintas, que modifican también los desechos y, con ello, el crecimiento y desarrollo de las plantas.
| La edad de los animales también es determinante, ya que los individuos jóvenes requieren dietas distintas a las de los adultos, o a las de los que se acercan al final de su vida, cuyo deterioro celular puede afectar a la absorción y digestión de nutrientes. La densidad de población será además proporcional a la carga de pienso aportada al sistema, lo que influirá en la producción de desechos. |
| De hecho, el Feed Rate Ratio (que no debe confundirse con el FCR) se utiliza directamente para relacionar el aporte de pienso con el potencial de crecimiento y la carga de nutrientes en la sección de plantas. Y así como los animales acuáticos tienen dietas y necesidades distintas según sean carnívoros, omnívoros o herbívoros, las plantas también tienen necesidades nutricionales diferentes, según la especie y según sean cultivos de fruto u “hortalizas de hoja”. |
| Conclusiones |
| En conclusión, las dietas para acuicultura y para acuaponía, aunque se formulan de forma similar pensando en los peces o mariscos (normalmente), se diferencian por la inclusión de plantas en el sistema productivo. Por tanto, al formular una dieta para acuaponía, es importante considerar las necesidades nutricionales tanto del animal como de la planta. |
Referencias
Liu, Y., Dou, Z., Ji, C., Zhou, Q., Zhao, J., Wang, K., … & Liu, Q. (2025). Effects of dietary ferric EDTA levels on vegetables and mirror carp (Cyprinus carpio var. specularis) in aquaponics system. Animals, 15(6), 792. https://doi.org/10.3390/ani15060792
Shaw, C., Knopf, K., & Kloas, W. (2022). Fish feeds in aquaponics and beyond: a novel concept to evaluate protein sources in diets for circular multitrophic food production systems. Sustainability, 14(7), 4064. https://doi.org/10.3390/su14074064
