El campo de la hidroponía ha estado evolucionando en los últimos años a medida que los cultivadores e investigadores buscan hacer que estos sistemas de cultivo sin suelo sean más sostenibles y requieran menos recursos. Esta progresión ha seguido un camino desde sistemas completamente inorgánicos (también conocidos como “hidroponía mineral”), activamente aireados y/o recirculados, hasta enfoques más orgánicos y pasivos que requieren menos consumos externos (1).

Fuentes de energía y nutrientes

Los primeros sistemas hidropónicos dependían de soluciones nutritivas inorgánicas/minerales, típicamente con aireación activa y recirculación de dicha solución. El primer paso obvio sería simplemente cambiar la fuente de energía a una totalmente renovable, por ejemplo, con el uso de paneles fotovoltaicos o aerogeneradores, o conectándose a una red energética con fuentes de energía menos intensivas en carbono, como la hidroeléctrica o la nuclear. Sin embargo, una solución más elegante es simplemente evitar la necesidad de usar energía en absoluto. Los sistemas inorgánicos pasivos, como el llamado método Kratky, pueden eliminar la necesidad de aireación y bombeo, reduciendo las demandas de energía y materiales (2).

Luego, el enfoque se centró en la fuente de fertilidad. Los sistemas acuapónicos utilizan desechos de peces para proporcionar nutrientes, alejándose de los fertilizantes sintéticos (3). La antroponía lleva esto un paso más allá, dependiendo de la orina humana, aunque aún se necesita tratamiento con aireación y biofiltros (4). Los arreglos biopónicos permiten utilizar una gama más amplia de desechos orgánicos como fuente de nutrientes, aunque generalmente aún requieren algún tipo de aporte de energía para transformar los compuestos de los desechos en nutrientes disponibles para las plantas (5).

Contaminación

Otro impulsor significativo en la búsqueda de la hidroponía sostenible es el tema de la contaminación. La escorrentía de nutrientes de los sistemas hidropónicos puede contaminar las fuentes de agua si no se gestiona adecuadamente (6). Los microplásticos de los contenedores y equipos de cultivo pueden acumularse en el medio ambiente y en la cadena alimentaria (7). Los desechos sólidos, como los medios de cultivo gastados y los restos de plantas, también representan un desafío de eliminación. Cambiar a fuentes de nutrientes orgánicos, contenedores biodegradables o reutilizables que no sean de plástico y sistemas de entrada mínima que minimicen los desechos y la escorrentía son estrategias clave para abordar estas preocupaciones de contaminación.

Simple diagrama de los flujos convencionales de hidroponia y reciclaje potencial

El objetivo final de la hidroponía sostenible sería un sistema orgánico completamente pasivo en el que la fertilidad se genere de manera casi cerrada, “circular”, sin requerir nutrientes importados o procesamiento que requiera mucha energía. Los contenedores de cultivo tradicionales hechos de arcilla, cerámica o madera tratada podrían reemplazar los plásticos, reduciendo aún más la huella ambiental.

Economía “circular”

Es importante analizar con ojo crítico las afirmaciones de “circularidad”, ya sea en la hidroponía o en la economía en general. Los sistemas de circuito cerrado verdaderos son extremadamente difíciles de lograr. Para empezar, los productos modernos son demasiado complejos para reciclarlos de manera eficiente. La diversidad de materiales utilizados, incluidos muchos sintéticos, microchips, baterías, etc., hace imposible recuperar todos los recursos. Los procesos de reciclaje nunca son 100% eficientes. El 20% del uso mundial de recursos son combustibles fósiles, de los cuales más del 98% se quema para obtener energía y no se puede reciclar ni reutilizar en absoluto. La infraestructura de energía renovable también requiere insumos de recursos que no son fácilmente reciclables. Siempre habrá necesidad de cierta extracción de nuevos recursos. Finalmente, el uso global de recursos sigue aumentando cada año debido al crecimiento económico. Incluso con un reciclaje del 100%, la cantidad de materiales reciclados disponibles siempre se retrasaría con respecto a las demandas materiales del crecimiento. Mientras las existencias de materiales sigan acumulándose en infraestructura, edificios y bienes, lograr un circuito completamente cerrado es imposible (8).

Cambio climático

El motivo urgente que impulsa las innovaciones en hidroponía y agricultura en general es el inminente espectro del cambio climático catastrófico. Las emisiones de gases de efecto invernadero continúan aumentando a pesar de los acuerdos y compromisos internacionales (9). Las temperaturas globales están aumentando más rápido de lo previsto, y los efectos de segundo orden de las sequías, inundaciones, incendios forestales y disrupciones de los ecosistemas se están volviendo alarmantemente evidentes (10).

Consecuencias de Segundo Orden: Cambios Climáticos

La respuesta predeterminada de nuestra sociedad suele ser poner fe en las soluciones tecnológicas, una tendencia que algunos llaman “techno-hopium”. Pero los dramáticos recortes de emisiones necesarios para evitar los peores escenarios climáticos pueden exigir un replanteamiento más fundamental del consumo, el crecimiento y el uso de los recursos (11). Los conceptos de “adaptación profunda” y mitigación están entrando en la conversación (12).

Es comprensible sentirse abrumado, incluso condenado, por la magnitud del predicamento climático. Pero no debemos sucumbir al fatalismo o la inacción. Cada esfuerzo para reducir las emisiones y construir resiliencia es importante. Cada fracción de grado de calentamiento que podamos evitar reducirá el sufrimiento futuro. En ese sentido, la búsqueda de una hidroponía sostenible es una pequeña pero significativa parte del trabajo vital de rehacer la relación de la humanidad con el planeta que nos sostiene.

Referencias

[1] Nguyen, N. T., McInturf, S. A., & Mendoza-Cózatl, D. G. (2016). Hydroponics: A versatile system to study nutrient allocation and plant responses to nutrient availability and exposure to toxic elements. Journal of visualized experiments: JoVE, (113).

[2] Kratky, B. A. (2004). A suspended pot, non-circulating hydroponic method. Acta Horticulturae, 648, 83-89.

[3] Goddek, S., Delaide, B., Mankasingh, U., Ragnarsdottir, K. V., Jijakli, H., & Thorarinsdottir, R. (2015). Challenges of sustainable and commercial aquaponics. Sustainability, 7(4), 4199-4224.

[4]  Sánchez, Henrique (2014). Aquaponics and its potential aquaculture wastewater treatment and human urine treatment. Faculty of Sciences and Technology, New University of Lisbon, Portugal.

[5] Sánchez, Henrique (2022). Using green waste biogas slurry as nutrient source for a NFT hydroponics system combined with an MBBR [Technical report]. ResearchGate.

[6] Gorito, A. M., Pinto, T., Ribeiro, A. R., Almeida, C. M. R., & Silva, A. M. T. (2021). Assessing nutrient recovery from hydroponics wastewater using biochar substrate and tomato plant uptake. Journal of Environmental Management, 277, 111445. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.111445.

[7] De Souza Machado, A. A., Kloas, W., Zarfl, C., Hempel, S., & Rillig, M. C. (2018). Microplastics as an emerging threat to terrestrial ecosystems. Global change biology, 24(4), 1405-1416.

[8] Haas, W., Krausmann, F., Wiedenhofer, D., & Heinz, M. (2015). How circular is the global economy?: An assessment of material flows, waste production, and recycling in the European Union and the world in 2005. Journal of Industrial Ecology, 19(5), 765-777.

[9] IPCC. (2018). IPCC Press Release – Summary for Policymakers of IPCC Special Report on Global Warming of 1.5°C approved by governments.

[10] Leggett, J. (2020). Winning the carbon war: power and politics on the front lines of climate and clean energy. Routledge.

[11] Hickel, J., & Kallis, G. (2020). Is green growth possible?. New political economy, 25(4), 469-486.

[12] Bendell, J. (2018). Deep adaptation: a map for navigating climate tragedy.

Nota: La información anterior ha sido parcialmente asistida en su redacción y/o edición con herramientas LLM.

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