Cómo funciona la aeroponía

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Hace unos 700 millones de años, las plantas comenzaron a establecerse en la tierra. Antes de eso, solo los océanos estaban repletos de vida, y el terreno de la Tierra no tenía nada excepto simples hongos. Las primeras especies de plantas que dieron el salto del mar a la tierra fueron tan sencillas y delicadas que no dejaron restos fósiles. De hecho, solo se descubrieron teóricamente mediante el examen del reloj molecular de esas primeras plantas:la serie de mutaciones que se encuentran en la composición genética de un organismo.

La atmósfera de la Tierra se creó mediante el sacrificio de innumerables plantas que crecieron, sembraron, evolucionaron y murieron. Para decirlo más claramente, las plantas literalmente moldearon la atmósfera en una adecuada para su supervivencia. Afortunadamente para nosotros, también es una atmósfera en la que prosperan los humanos y todos los demás organismos terrestres.

Investigadores israelíes desarrollarían un nuevo (y mejor) método de cultivo de plantas en la década de 1980. Conocido como aeroponía, este proceso cultiva plantas sin tierra y con muy poca agua. La creciente popularidad de la aeroponía es emblemática del deseo de la humanidad de moldear el planeta para satisfacer nuestras necesidades, tal como lo hicieron las primeras plantas hace 700 millones de años. El tiempo dirá si este método de crecimiento también se convierte en la gracia salvadora que borra todos los estragos que hemos creado como resultado de ese deseo. Exploraremos la historia y la evolución de la aeroponía, así como la tecnología detrás de ella, a partir de la página siguiente.

Contenido

La historia de la aeroponía
Sistemas aeropónicos
Rendimiento aeropónico
Uso de aeroponía

La historia de la aeroponía

Exhibición de aeroponía (en los cilindros de izquierda y derecha) en Epcot Center.

En pocas palabras, la aeroponía es un método para cultivar plantas en un entorno sin suelo con muy poca agua. Básicamente, está creciendo sin tierra. A pesar de este salto en el avance, la aeroponía en realidad tuvo un comienzo bastante lento. Las técnicas para cultivar plantas sin suelo fueron desarrolladas por primera vez en la década de 1920 por botánicos que utilizaron aeroponía primitiva para estudiar la estructura de las raíces de las plantas [fuente:Barak, et al]. Esta ausencia de suelo facilitó mucho el estudio:en la aeroponía, las raíces de las plantas cuelgan en el aire, y solo los tallos de las plantas se mantienen en su lugar. Sin embargo, el salto en la lógica que condujo a cultivar plantas de esta manera para la recreación en lugar del estudio académico no se produjo hasta la década de 1970. La hidroponía, una tecnología similar en la que las raíces de las plantas se cultivan en agua rica en nutrientes en lugar de suelo, surgió y superó el desarrollo aeropónico.

La hidroponía (cultivo de raíces en un medio rico en nutrientes a base de agua en lugar de tierra) se popularizó en Occidente en la década de 1970. Sin embargo, la investigación y el uso de sistemas aeropónicos continuaron entre bastidores y la técnica hizo su gran debut público cuando se inauguró el pabellón "The Land" en el Epcot Center de Disney en 1982.

Se necesitaría el interés de la NASA para impulsar la aeroponía aún más en el centro de atención. En la década de 1990, el estudio y el perfeccionamiento de estas técnicas despegaron después de que la NASA financiara un proyecto de una pequeña operación de aeroponía. La participación de la NASA le daría al creciente movimiento aeropónico una imagen decididamente futurista.

A pesar de esta imagen, el concepto detrás del sistema aeropónico es bastante simple. Descubre lo sencillo que es en la página siguiente.

Sistemas aeropónicos

Un ejemplo de tabla de aeroponía. La corona de la planta crece arriba, mientras que las raíces cuelgan abajo.

Imagine una tabla con agujeros perforados equidistantemente y tapados con un estabilizador como gomaespuma. Después de que las plantas germinen a partir de semillas en un medio sin suelo como Rockwool (un material fibroso tejido con hebras de lava), se trasplantan al tablero. A medida que la planta crece, las partes superiores de la planta (la corona) crecen por encima del tablero, mientras que las raíces se dejan colgando debajo.

Debajo del tablero hay un área cerrada conocida como la cámara de la raíz. El propósito de esta área es doble:protege las raíces de la luz y contiene la solución de agua y nutrientes que las alimenta. Una bomba de sumidero empuja la solución a través de una tubería y sale de una serie de boquillas que atomizan la solución y rocían una fina niebla directamente sobre las raíces. En un sistema cerrado, todo lo que no es absorbido por las raíces vuelve a caer en la cámara de solución y vuelve a pasar por el ciclo. La bomba está configurada con un temporizador automático y entrega esta solución nutritiva de alta potencia a intervalos regulares.

Los sistemas aeropónicos de estructura en A también se utilizan ampliamente. En lugar de tableros horizontales, los sistemas de estructura en A utilizan conos altos hechos de estructuras de PVC y encerrados con malla gallinera y plástico. El interior sirve como cámara de raíces. Las raíces de las plantas cuelgan en un ángulo hacia abajo dentro del cono, mientras que las plantas crecen hacia arriba a través del plástico del costado. (Piense en un tipi de Chia Pet). Los sistemas de estructura en A tienen una clara ventaja sobre los sistemas horizontales en el sentido de que requieren menos pies cuadrados para la misma densidad de plantas, ya que los sistemas están dispuestos hacia arriba en lugar de hacia afuera.

Este tipo de pensamiento refleja la premisa básica detrás de la aeroponía:usar la cantidad mínima de entrada para obtener el máximo rendimiento. El hecho de que carezca de suelo es otro aspecto importante. El suelo proporciona a las plantas estabilidad, calidez y una manera fácil de distribuir nutrientes y agua. Pero el suelo también es tacaño, especialmente cuando se trata de permitir que las plantas reciban oxígeno.

Esto puede parecer contradictorio ya que lo primero que aprendiste sobre las plantas es que consumen dióxido de carbono y liberan oxígeno. Es cierto que las plantas requieren dióxido de carbono para convertir la luz solar en azúcares a través de la fotosíntesis. Pero también usan oxígeno para descomponer esos azúcares en formas utilizables de energía. Más oxígeno equivale a más crecimiento de las plantas, y las plantas reciben más oxígeno en condiciones aeropónicas, con sus raíces expuestas al aire y sin las trabas de un suelo denso.

La forma en que se entregan los nutrientes y el agua también demuestra la eficiencia de la aeroponía. Las soluciones nutritivas utilizadas en las plantas requieren solo un poco de agua. En sistemas cerrados, el uso de agua se reduce aún más. Las boquillas atomizadoras aseguran la entrega más efectiva de nutrientes, ya que convierten el agua en una fina niebla. Las plantas absorben nutrientes a través de sus raíces por ósmosis, una absorción selectiva de compuestos a través de las paredes celulares. Como resultado, las raíces pueden absorber los nutrientes más fácilmente porque se entregan a través de la niebla.

La aeroponía, como ya habrás notado, es el crecimiento de plantas con esteroides. Esta es la razón por la que no debería sorprenderte que las plantas cultivadas aeropónicamente tiendan a producir frutos más grandes y raíces más grandes. Lo sorprendente es cuánta más fruta puede producir una planta.

Rendimiento aeropónico

Estación espacial Mir, donde se realizaron las primeras pruebas aeropónicas de la NASA.

Existe una gran cantidad de evidencia anecdótica que respalda la idea de que el cultivo aeropónico puede ser superior al cultivo en condiciones naturales. Los tableros de mensajes en línea entre los devotos aeropónicos le dirán lo mismo.

La investigación académica también ha arrojado un torrente de evidencia para respaldar esta afirmación. Un estudio de 1991-1992 realizado en Cerdeña, Italia, encontró que ciertas variedades híbridas de tomate producían abundantes "frutos de excelente calidad comercial" en muy poco tiempo, lo suficiente como para que el proceso que utilizaron los investigadores fuera viable para uso comercial [fuente:Leoni, et al ]. ¿Que hicieron? Los investigadores de Cerdeña utilizaron un sistema aeropónico de alta densidad (HDAS), con plantas cultivadas juntas. Dado que las raíces de las plantas no compiten por los nutrientes en el mismo suelo, se pueden cultivar aeropónicamente en plantaciones densas. Aún mejor, los tomates aeropónicos estaban listos para producir fruta cuatro veces en un año, en lugar de una o dos veces en condiciones de campo.

En 2001, un estudio de la Universidad de Arizona analizó los efectos de la aeroponía en plantas apreciadas por las propiedades medicinales de sus raíces. Los investigadores estudiaron dos variedades de plantas, la equinácea y la bardana, y encontraron algunos resultados sorprendentes. Si bien el cultivo de equinácea sufrió brotes de hongos e insectos, los rendimientos aún fueron comparables a los observados en entornos de campo naturales. La bardana superó en gran medida a sus contrapartes al aire libre:las cosechas de raíces de las plantas de bardana probadas en el estudio de la Universidad de Arizona produjeron casi un 1000 (sí, mil) por ciento más que los cultivos de bardana cultivados en el campo en promedio. Aún mejor, los investigadores señalaron que la ausencia de suelo hizo que los cultivos aeropónicos fueran más fáciles de cosechar.

La NASA ha llegado a resultados similares:en 1997, la agencia espacial envió una variedad de plántulas de frijol asiático cultivadas aeropónicamente a la estación espacial Mir mientras observaba simultáneamente un grupo de control cultivado aeropónicamente en la Tierra que usaba un sistema de crecimiento idéntico. La única variable que separaba los cultivos Mir y Earth era la gravedad. Los frijoles espaciales se cultivaron en gravedad cero, mientras que el cultivo de la Tierra se cultivó en condiciones atmosféricas normales. Los cultivos Mir en realidad crecieron mejor que los frijoles cultivados en la Tierra.

El éxito de la prueba fue de gran valor para la NASA. Demostró que los cultivos alimentarios no solo podían crecer, sino prosperar en gravedad cero. También demostró que este sistema de aeroponía sería útil en misiones y vuelos espaciales largos. También podría resultar útil durante la posible colonización de otros planetas.

Entonces, bien, la humanidad se salvó. Tenemos la tecnología agrícola disponible para sustentarnos. Sin embargo, muchas personas están usando aeroponía en este momento. Los productores que utilizan la tecnología no solo están a la vanguardia; sus esfuerzos combinados pueden terminar evitando que la humanidad haga las maletas para encontrar otro hogar.

Uso de aeroponía

La aeroponía se está convirtiendo en el método favorito entre los cultivadores de macetas de interior.

Debido a que los sistemas aeropónicos son tan fáciles de usar una vez que están construidos (la configuración de las luces de crecimiento y los temporizadores de la bomba de sumidero permite un crecimiento relativamente sin manos), la tecnología se está utilizando cada vez más.

Los pequeños equipos comerciales han encontrado útil la tecnología para reducir costos y aumentar las ganancias. Un agricultor de albahaca de Colorado tiene tiempo para trabajar en su trabajo diario como optometrista mientras sigue proporcionando la hierba a más de 100 restaurantes del área [fuente:Weaver]. Los sistemas aeropónicos reducen costos como el agua, los fertilizantes y el suelo:en última instancia, todo lo que necesita es la solución nutritiva y el agua necesaria para mezclarla. También reduce los requisitos de espacio. Debido a todos estos atributos del cultivo aeropónico, los pequeños pueden competir mejor con los productores más grandes.

La aeroponía se ha convertido en una herramienta favorita entre los cultivadores serios de otra variedad de plantas:la marihuana. Los cultivadores de marihuana han comenzado a cultivar en interiores en cantidades cada vez mayores. Muchos están descubriendo que la tecnología produce mayores rendimientos con menos requisitos de espacio [fuente:Escondido]. La falta de agua necesaria para crecer aeropónicamente también hace que este método sea atractivo. Una sola planta de marihuana madura puede requerir hasta 15 galones de agua por día [fuente:Centro de Ecología]. Las facturas de agua inusualmente altas pueden alertar a las fuerzas del orden. Los cultivadores de marihuana que trasladan sus operaciones al interior, especialmente aquellos que optan por el cultivo en la ciudad, encontrarán compañía. Los jardineros urbanos han descubierto que la aeroponía se adapta bien a sus necesidades. El suelo es a menudo escaso en las ciudades, lo que hace que el uso de aeroponía sea una buena opción de cultivo en la ciudad.

Cultivar alimentos en los tejados y en los apartamentos, por usar otro ejemplo, revela algunas ventajas obvias. Cultivar los propios alimentos se ha vuelto cada vez más atractivo a medida que aumentan los precios de los alimentos, pero esos mismos precios de los alimentos se basan en una amenaza ambiental. Expliquemos:Cada alimento tiene un costo de transporte, la cantidad de dinero y recursos que se dedican a trasladarlo desde su lugar de origen hasta su mesa. Muchos involucrados en el movimiento de jardinería urbana creen que la producción local de alimentos reduce tanto los precios como el impacto ambiental. Se necesitan muchas emisiones de dióxido de carbono para mover una toronja de Florida a Nueva York; el cultivo local de alimentos, especialmente en un sistema aeropónico comunal en un edificio de apartamentos, reduce drásticamente esos impactos.

El agua también se ha convertido en un punto de discordia entre los humanos en el siglo XXI. Alrededor del 70 por ciento del agua consumida por los humanos se usa para la agricultura, y alrededor del 45 por ciento se pierde debido a técnicas de riego de mala calidad [fuente:UNESCO, WAPA]. El uso de agua por parte de la aeroponía, en un sistema cerrado que la recircula, reduce drásticamente el consumo de agua hasta en un 98 % [fuente:NASA].

A medida que nacen más personas en el mundo, la tierra se vuelve más escasa. La tierra cultivable a menudo se crea al nivelar bosques y otros ecosistemas. También lo son las ciudades, los suburbios y las periferias. Al combinar el mayor crecimiento de la actividad humana con la producción de alimentos dentro de esas áreas en lugar de reservar las áreas rurales para la producción de alimentos, los humanos podrían reducir drásticamente su impacto en el medio ambiente y permitir que algunas tierras de cultivo regresen a su estado natural. Permitir que estas áreas se naturalicen debería permitir que los bosques regresen, lo que podría decirse que conduce a que se elimine más dióxido de carbono del aire, que es lo que ayudó a la humanidad a desarrollarse y florecer en primer lugar.

Más enlaces excelentes

La revista Growing Edge
Página de tecnologías de la NASA
Cómo construir su propio sistema aeropónico

Fuentes