Prototipo de sistema acuapónico tecnificado para el cultivo de fresa (Fragaria sp.) y cría de carpa koi (Cyprinus sp.), en la finca Buena Vista del municipio de Firavitoba, Boyacá
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2023
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Resumen
Se desarrolló un prototipo de sistema acuapónico tecnificado para el cultivo de fresa (Fragaria sp.) y cría de carpa koi (Cyprinus sp.), en la finca Buena Vista del municipio de Firavitoba, Boyacá. Con la finalidad de brindar una alternativa a los procesos tradicionales que no permitían un rendimiento productivo en la finca, se desarrolló un prototipo compuesto por cuatro subsistemas: la cubierta exterior, el lecho hidropónico, el sistema de recirculación de agua y los componentes electrónicos. Cada subsistema se ensambló individualmente y se integró en el prototipo completo mediante pruebas preliminares de funcionamiento por separado. La metodología para el proyecto constó de cinco fases para cumplir los objetivos específicos. La fase uno incluyó el diseño ingenieril del prototipo mediante bocetos, modelado asistido por computadora (CAD), simulación de análisis estático, balance de masas, cálculos de la bomba de agua, listado de materiales, ensamblaje de sensores y dispositivos electrónicos, diseño de PCB y caja protectora. La fase dos se centró en la construcción del prototipo según el diseño. La fase tres concibió la comprobación de la funcionalidad electrónica, incluyendo sensores de temperatura, pH, conductividad eléctrica, oxígeno disuelto, datalogger, LCD y alarmas. La fase cuatro realizó pruebas de productividad y calidad en el cultivo de fresas, comparando el sistema acuapónico con el cultivo tradicional. Finalmente, en la fase cinco, se comparó la tasa de crecimiento de los peces en peso y tamaño del sistema acuapónico con un tanque de peces tradicional. Los principales resultados del proyecto incluyeron una mayor productividad de los frutos de fresa en el sistema acuapónico, que presentaron un mayor tamaño en un área menor. El sistema acuapónico requirió un área de 1 m² del lecho hidropónico para las plantas, mientras que el sistema tradicional ocupó un área de 10 m². En cuanto a los peces, el factor de supervivencia en el sistema acuapónico fue del 85%, mientras que en el sistema tradicional fue sólo del 52%. Las pruebas de calidad fisicoquímica no mostraron diferencias significativas en la calidad de los frutos del sistema acuapónico, pero se destaca que la textura de los frutos presentó una firmeza mayor en el sistema acuapónico. Por último, el crecimiento y el peso de los peces del sistema acuapónico fueron superiores, con una ganancia de peso de 14.63 gramos, en comparación con los 10.12 gramos de ganancia de peso en el sistema
tradicional.
Descripción
Abstract
A prototype of a technified aquaponic system was developed for the cultivation of strawberries (Fragaria sp.) and the breeding of koi carp (Cyprinus sp.) on the Buena Vista farm in the municipality of Firavitoba, Boyacá. With the aim of providing an alternative to traditional processes that did not allow for productive yields on the farm, a prototype was developed consisting of four subsystems: the outer cover, the hydroponic bed, the water recirculation system, and the electronic components. Each subsystem was individually assembled and integrated into the complete prototype through preliminary separate performance tests. The methodology for the project consisted of five phases to meet specific objectives. Phase one included the engineering design of the prototype through sketches, computer-aided design (CAD), static analysis simulation, mass balance, water pump calculations, material listing, assembly of sensors and electronic devices, PCB design, and protective casing. Phase two focused on building the prototype according to the design. Phase three involved checking electronic functionality, including temperature sensors, pH, electrical conductivity, dissolved oxygen, datalogger, LCD, and alarms. Phase four conducted productivity and quality tests on strawberry cultivation, comparing the aquaponic system with traditional cultivation. Finally, in phase five, the growth rate of fish in weight and size in the aquaponic system was compared with that of a traditional fish tank. The main results of the project included higher productivity of strawberry fruits in the aquaponic system, which had a larger size in a smaller area. The aquaponic system required an area of 1 m² of the hydroponic bed for the plants, while the traditional system occupied an area of 10 m². Regarding fish, the survival rate in the aquaponic system was 85%, while in the traditional system it was only 52%. Physicochemical quality tests did not show significant differences in the quality of fruits in the aquaponic system, but it is noteworthy that the texture of the fruits had greater firmness in the aquaponic system. Finally, the growth and weight of fish in the aquaponic system were superior, with a weight gain of 14.63 grams, compared to 10.12 grams of weight gain in the traditional system.
Palabras clave
Cultivo acuapónico, Acuicultura, Sostenibilidad alimentaria, Producción de frutos, Peces ornamentales, Sistema vertical, Recirculación de nutrientes
Keywords
Aquaponic culture, Aquaculture, Food sustainability, Fruit production, Ornamental fish, Vertical system, Nutrient recirculation