6. Diseño de sistemas acuapónicos.pdf

Diseño de sistemas
acuapónicos
Agr. Elmar Apolinar Pérez Gómez
elmar@agrosistemasc.com
www.agrosistemascontrolados.com

Sistemas caseros
Sistemas de pequeña
y mediana escala
Sistemas
comerciales
Sistemas de acuaponia

Sistemas caseros
Estos sistemas no tienen ningún fin comercial y los
productos que se obtienen de estos son para
autoconsumo.

Consideraciones generales para la instalación de un sistema
acuapónico casero
• Cercano a una fuente de agua
• Superficie donde se instalara el sistema (Azotea o patio).
• Horas de luz que recibiría el sistema
• Fuente de energía eléctrica cercana
• Una estructura de protección

Componentes de un sistema casero de acuaponía
Estanque
de peces
Biofiltro Sistema
hidropónico
Cisterna

Sistema con agregados Sistema con NTF
Sistema en Balsa Flotante
Tipos de sistemas caseros

Componentes de un sistema casero
a) Tina o estanque de los peces
b) Biofiltro
c) Sistema de hidroponia
d) Sistema de riego o bomba de agua
e) Aireador
f) Calentador

a) Tina o estanque de los peces
En el estanque se desarrollan los organismos acuícolas, que pueden ser peces u otros.
Generalmente se recomiendan recipientes circulares, por la movilidad que presentan los peces. La
FAO recomienda emplear estanques con un volumen mayor de 500 L de agua cuando se pretenda
cultivar peces para consumo.

b) Biofiltro
Para los sistemas caseros se puede manejar un relación de 1 L (arena y grava, en un
proporción de 20% y 80 % respectivamente) por gramo de alimento consumido al día por
los peces.

Sistema con agregados Sistema con NTF
Sistema en Balsa Flotante
c) Sistema hidropónico

d) Sistema de Riego o bomba
Este debe de contar con una bomba que envié el agua a la cama de grava o recipiente para
balsa flotante, para que riegue el cultivo, generalmente se utiliza tubería de PVC para
conducir y distribuir el agua, las dimensiones de la tubería va a depender del tamaño del
sistema.

e) Aireador
Se pueden emplear aireador pequeños, para el estanque de los peces, esto
también va depender de la densidad y tamaño de los peces, entre mayor número
de peces o mayor tamaño más capacidad tendrá que ser la capacidad del aereador.

f) Calentador
Este se ocupa en caso de estar cultivando especies acuáticas de climas cálidos en
climas templados o fríos.

Cálculos para el diseño de un sistema casero

Diseño de un sistema casero
Datos importantes:
1. Para un m2 de hortalizas de hoja se requiere que los peces consuman de 20 a 30 g de
alimento por día.
2. Para un m2 de hortalizas de fruto se requiere que los peces consuman de 30 a 40 g de
alimento por día.
3. En acuaponia los peces, en el caso de tilapia, se manejan densidades de 15 Kg/m3 de
agua.

Consumo de alimento diario para sistemas caseros
20 a 30 g de alimento/día
30 a 40 g de alimento/día
1 m2 Hortaliza de hoja
1 m2 Hortaliza de fruto

Densidad de peces para sistemas caseros
1 m3 de agua
15 kilogramos

Se quiere cultivar un metro cuadrado de hortalizas de hoja (acelga, espinaca, lechugas, etc.)
1. ¿Cuantos peces ocupo?, si tengo peces de 50g.
NP = 25 M
𝑪
𝑷𝑭
NP = 25 [1]
𝟑𝟎𝒈
𝟓𝟎𝒈
= 15 peces
NP = Número de peces requeridos para el sistema
M= Metros cuadrados del cultivo
C = Consumo diario de alimento requerido en gramos (hortaliza de fruto o de follaje)
PF = Peso fresco del organismo en gramos (Pez)

2. Volumen de agua a ocupar
2.1.- Se requiere calcular el peso total de los 15 peces
PT = [NP] [PF]
PT = [15][50]= 750 g
PT= Peso total de los peces
NP = Número de peces requeridos para el sistema
PF = Peso fresco del organismo en gramos
2.2.- Cálculo del volumen de agua a ocupar
V= 0.066[PT]
V = 0.066[750] = 49.5 Litros de agua.
V= Volumen de agua requerida en el estanque de los peces en litros.
PT=Peso total de los peces

3. Volumen del biofiltro
3.1.- Se consumirán diariamente 30 g de alimento, por lo tanto, se ocupa un biofiltro con tezontle de un volumen
de:
VB = [C] [1.5 L/g]
VB = [30][1.5]= 45 L
VB= Volumen de biofiltro (Litros)
C = Alimento en gramos por día

Recomendaciones
• Dos meses después de instalado el sistema es necesario realizar nuevamente los
cálculos para ampliar el sistema, ya que los peces van creciendo y por lo tanto
consumen más alimento.
• Es mejor un policultivo que un monocultivo de hortalizas en estos sistemas.

Sistemas de pequeña y
mediana escala
Estos sistemas se emplean para la
producción de hortalizas y
organismos acuáticos dirigidos
principalmente para la
comercialización y van des los 100
m2 a 500 m2.

Consideraciones generales para la instalación de un sistema
acuapónico de pequeña y mediana escala
• Cercano a una fuente de agua
• Buena calidad del agua
• Fuente de energía eléctrica cercana
• Una estructura de protección para los peces y plantas.

Componentes de los sistemas
La mayoría de los sistemas de pequeña y mediana escala son de balsa flotante
debido a su flexibilidad para el manejo, y sus principales componentes son:
a) Estanque de los peces.
b) Sedimentador-mineralizador.
c) Biofiltro.
d)Canaletas de cultivos.
e) Cisterna.

Componentes de un sistema de pequeña y mediana escala
Estanque
de peces
Biofiltro Sistema
hidropónico
Cisterna
Sedimenta
dor-
Mineraliza
dor

a) Estanque de los peces
Estanque de fibra de vidrio Estanques de geomembrana

b) Sedimentador-mineralizador
Cono
Tubería de Salida
Tubería de Entrada
Tubería de Drenaje
Separadores

b) Sedimentador-mineralizador

c) Biofiltro
Sustratos del biofiltro
(Cuentas de plástico)
Biofiltro: cubeta de 20 Litros con cuentas
de plástico.

d) Canaletas de cultivo

Cálculos para el diseño de
los sistemas de acuaponia
de pequeña y mediana
escala

Diseño de sistemas acuapónicos de pequeña escala
Datos importantes:
1. Para un m2 de hortalizas de hoja se requiere que los peces consuman 60 g de
alimento por día.
2. Para un m2 de hortalizas de fruto se requiere que los peces consuman 100 g de
alimento por día.
3. Para estos sistemas, en el caso de tilapia, se manejan densidades de 20 kg/m3
de agua.

Consumos de alimento diario
60 g de alimento/día
100 g de alimento/día
1 m2 de Hortaliza de hoja
1 m2 Hortaliza de fruto

Densidad de peces para sistemas de pequeña y mediana escala
1 m3 de agua
20 kilogramos

Ejemplo
Se quieren cosechar 40 kilogramos de tilapia al mes, con un peso aproximado por
pez de 400 g, por lo tanto, se cosecharán 100 peces de 400 g al mes.
• En conjunto con el cultivo de lechugas.
• Se empleara un método de 4 etapas.

Edad en
semanas
Peso
promedio en
g
8 29
9 37
10 46
11 56
12 69
13 83
14 100
15 120
16 140
17 162
18 184
19 207
20 231
21 256
22 286
23 309
24 337
25 365
26 393
27 422
1er.
etapa
3er.
etapa
2da.
etapa
Método de las 4 etapas
1. Cálculo de biomasa total en el sistema
Primera etapa = 100 peces x 0.1kg = 10 kg
Segunda etapa = 100 peces x 0.184kg = 18.4 kg
Tercera etapa = 100 peces x 0.286 kg = 28.6 Kg
Cuarta etapa = 100 peces x 0.393 kg = 39.3 Kg
Biomasa total en el sistema = 96.3 Kg 4ta.
etapa

2. Cálculo del consumo de alimento diario
Los peces consumen del 3% al 5% de su peso fresco. Por lo tanto el consumo diario de alimento será
(tomando el 4%):
Consumo diario de alimento = [4 x 96.3]/100 = 3.852 Kg
3. Cálculo de los metros de cultivo de lechuga
Para cultivar un m2 de lechugas se requiere un consumo de 60 g de alimento por día, por lo tanto,
podemos cultivar:
m2 de hortalizas de hoja = 3.853 kg/0.06 Kg = 64.21 m2

4. Cálculo de las dimensiones de las canaletas de cultivo
-La superficie total calculada se divide entre 4:
m2 de las canaletas = 64.21 m2 / 4 = 16.05 m2
-Una canaleta de cultivo debe de tener un ancho de 1.25 m para que se puedan realizar
actividades (cosecha, trasplante, limpieza, etc.) sin dificultades.
Entonces solo nos falta definir el largo de la canaleta:
SC = LC * AC

Donde:
SC = Superficie total de la canaleta de cultivo
LC = Largo de la canaleta de cultivo
AC = Ancho de la canaleta de cultivo
Nosotros ya tenemos dos datos, y la incógnita seria el largo de la canaleta de cultivo:
SC = 16.05 m2
LC = ?
AC = 1.2 m
SC = LC * AC
16.05 m2= LC * 1.25 m
LC = 16.05 m2/ 1.25 m = 12.84 m

La altura de las canaletas de cultivo, por practica se recomienda que tenga
una altura de 0.4 a 0.45 m, donde el agua tendrá un nivel de 30 a 35 cm de
altura y el resto solo es un espacio de seguridad para las plantas.
1.25 m
12.84 m
0.45 m

5. Placas de Poliestireno
• Se tienen 4 canaletas de cultivo de 12.84 m lineales. Por lo tanto, en total se tienen 51.36 m
lineales.
• Cada placa de poliestireno mide 1.22 m de ancho x 2.50 m de largo
Por lo tanto, para nuestro sistema se requieren:
No. de placas = 51.36 m lineales de canaletas de cultivo /2.5 m lineales de poliestireno
No. de placas = 20.544 ≈ 21 placas

6. Cálculo del volumen de agua de los estanques
Para este sistema se ocuparán 4 estanques. El volumen de cada uno se debe de calcular en base a la
máxima biomasa de la cuarta etapa.
Para este ejemplo, en la cuarta etapa se tiene una biomasa de 39.3 kg. Por lo tanto:
Volumen de los estanques = 39.3 kg / 20 kg.m3 = 1.965 m3 ≈ 2 m3

Edad en
semanas
Peso
promedio en
g
8 29
9 37
10 46
11 56
12 69
13 83
14 100
15 120
16 140
17 162
18 184
19 207
20 231
21 256
22 286
23 309
24 337
25 365
26 393
27 422
1er.
etapa
3er.
etapa
2da.
etapa
Método de las 4 etapas
1. Cálculo de biomasa total en el sistema
Primera etapa = 100 peces x 0.1kg = 10 kg
Segunda etapa = 100 peces x 0.184kg = 18.4 kg
Tercera etapa = 100 peces x 0.286 kg = 28.6 Kg
Cuarta etapa = 100 peces x 0.393 kg = 39.3 Kg
Biomasa total en el sistema = 96.3 Kg 4ta.
etapa
Máxima
biomasa

7. Cálculo del tamaño del estanque
V = ∏·r2·h
V = Volumen
r = radio
h = altura
r =√
𝑽
∏∙𝒉
= 0.797 m
h = 1 m *
V = 2 m3
r = ?
*La altura de un estanque siempre debe de ser de 1 m para estos calculos, pero al final del diseño a los
estanques se les deja una pestaña adicional de 0.2 m.

8. Cálculo del Sedimentador-mineralizador a ocupar:
VS = 0.24[VA]
VS = 0.24 [8 m3] = 1.92 m3
VS= Volumen del Sedimentador-mineralizador en m3
VA= Volumen de total del agua a utilizar en los 4 estanques de peces.

9. Cálculo de las dimensiones del Sedimentador-mineralizador
El cono del Sedimentador-mineralizador representa ¼ parte del volumen total:
Vol. Cono = 1.92 m3/4 = 0.485 m3
Y el volumen del cilindro:
Vol. cilindro = 0.485 * 3 = 1.455 m3

Medidas del Sedimentador-mineralizador
a) Parte cilíndrica
r =√
𝑽
∏∙𝒉
= 0.68 m
h = 1 m
V = 1.455 m3
r = ?

b) Parte cónica
• V= 0.485 m3
• r = 0.68
• h = ?
h =
𝟑𝑽
∏·𝒓𝟐 = 1 m

10. Malla anti pájaros para el mineralizador-sedimentador
Se requiere por cada metro cubico de Sedimentador-mineralizador 185 m2 de malla anti pájaros.
Por lo tanto para este sistema se ocupan:
m2 de malla anti pájaros = [1.92] [185] = 355.2 m2

11. Biofiltro
10.1. Volumen del sustrato
Se requiere por cada Kg de peces en el sistema 1 L de sustrato (cuentas de plástico).
Por lo tanto para este sistema se requiere de:
VSU = [BT] [1 L/Kg de peces]
VSU = [96.3 Kg] [1 L/Kg de peces] = 96.3 L de sustrato
VSU= Volumen del sustrato
BT= Biomasa total de peces en el sistema

11. Biofiltro
11.2. Volumen total del biofiltro
Para el volumen total del biofiltro se necesita un volumen del doble a la del sustrato.
Por lo tanto para este sistema se requiere de:
VBT= [VSU] [2]
VBT = [96.3 L] [2] = 192.6 L
VSU= Volumen del sustrato
VBT= Volumen total del biofiltro

• Se requieren de 4 estanques de 2 m3 cada uno.
• Se requieren 4 canaletas de cultivo de 12.84 m de longitud 1.25 m de ancho y 45
cm de alto.
• Se requiere una cisterna de un 1 m3
• Se requiere de un Sedimentador-mineralizador de 1.92 m3
• Se requiere un biofiltro con una capacidad de 192.6 Litros, con un volumen de
sustrato de 96.3 Litros.
• Se ocupan 355.2 m2 de malla anti pájaro para el mineralizador.
• Se requieren 21 placas de poliestireno de 1.25 m x 2.5 m.
Resumen

Inicio del ciclo productivo
Se siembra el primer estanque y la primer canaleta de cultivo…

Un mes después…
Se siembra el segundo estanque y la segunda canaleta de cultivo…

Dos meses después…
Se siembra el tercer estanque y la tercera canaleta de cultivo…

Tres meses después…
Se siembra el último estanque y la ultima canaleta de cultivo…

Cuatro meses después…
Al final de este mes se cosecha el primer estanque y se vuelve a sembrar…

Cinco meses después…
Al final de este mes se cosecha el segundo estanque y se vuelve a sembrar…

Seis meses después…
Al final de este mes se cosecha el tercer estanque y se vuelve a sembrar…

Gracias…

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