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Hidroponía, el sistema óptimo para producir súper alimentos

Elio Sancho García16/12/2020
El cultivo sin suelo se realiza desde la época del imperio babilónico, hace más de 3.000 años; su ‘boom’ se produjo en España entre los años 90 y principios del 2000. Hoy se ha visto frenado por los requisitos de la agricultura ecológica, pero los expertos reconocen que su futuro está garantizado a través de los cultivos de gran valor añadido

El sureste de España es uno de los territorios destacados en el método del cultivo hidropónico, un sistema que no utiliza tierra, solamente agua y nutrientes. A priori, parece sencillo de manejar; sin embargo, su uso óptimo requiere tecnología y cualificación por parte de los técnicos de campo para obtener un rendimiento adecuado que arroje una rentabilidad por encima de otros métodos convencionales.

Su origen en la historia se remonta a los jardines colgantes de Babilonia, así como a los jardines flotantes de los aztecas. Aunque no fue hasta el siglo XVII cuando se realizaron los primeros experimentos, de la mano del belga Jan van Hermonto, que marcaron el comienzo de esta técnica de cultivo.

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En la actualidad, Andalucía es, sin duda, el referente geográfico nacional en el empleo del hidropónico, destacando la provincia de Huelva, que cultiva prácticamente la totalidad de sus berries y fresas bajo este sistema, además de Almería. Sin embargo, el número de hectáreas cultivadas mediante esta técnica se ha reducido paulatinamente en los últimos años; en el caso de Almería, llegó a superar las 5.000 hectáreas, lo que suponía más de la décima parte del área total cultivada en sus invernaderos, en los primeros años de los 2000, mientras que en la actualidad apenas supera las 600 hectáreas. Granada y Málaga también se vieron influenciadas por la ‘revolución’ que supuso esta técnica en la misma época, aunque, en su caso, registraron cotas máximas de 500 y 150 hectáreas, respectivamente, que hoy se ha visto reducidas a cifras prácticamente residuales.

Desde el punto de vista técnico, la hidroponía se apoya en dos pilares: el cuidado del consumidor, del medio ambiente y de los productores, por un lado; y la búsqueda de beneficios agrosociales, por otro. Para ello, se apoya en las tecnologías de la información y la comunicación, que han avanzado de tal forma que han permitido incorporar técnicas específicas a la arquitectura moderna en las cubiertas tridimensionales de los edificios y en el urbanismo en general.

El interés por el cultivo hidropónico en España surge antes de la década de los setenta, al calor de la investigación y la actividad agrícola holandesas, cuyos éxitos comerciales llegaban hasta tierras españolas como cantos de sirena. Ya antes de esta época, el hidropónico había jugado un papel esencial en la agricultura moderna hasta mediados del siglo pasado, principalmente, en la horticultura.

En aquellos primeros años de auge, entre las décadas de los setenta y los ochenta, la hidroponía se centraba en optimizar el espacio y maximizar la producción, logrando incrementos espectaculares en cultivos de tomate. Estos avances técnicos llegaron a Almería un poco más tarde, pues allí se encontraba en fase de experimentación en ese momento. Fue entre 1985 y 1995 cuando dio el primer salto cuantitativo en el sureste español, con la introducción de túneles e invernaderos de plástico. Aunque la verdadera revolución llegó con la introducción de la lucha biológica, la recirculación del agua de drenaje y la ampliación de los periodos de cultivo sin suelo, ya en el nuevo milenio, cuando en el sureste de España se registraron incrementos de un 25% anual en la superficie de hidropónico, con la vista puesta en una mayor sostenibilidad económica y medioambiental.

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Visita al invernadero de alta productividad de la Fundación Tecnova.

La visión empresarial

Novedades Agrícolas (Novagric), que cuenta con una sólida presencia internacional, que se traduce en una treintena de sedes en diferentes países, representa una de las empresas referentes en tecnología de invernaderos. Bajo el prisma de la experiencia que le otorgan sus más de 40 años de historia, la compañía analiza la evolución que ha experimentado el sistema hidropónico en los últimos años, diferenciando dos formas de producir: con agua y mediante sustrato.

Su director general, Lucas Galera, recuerda cómo arrancó con fuerza este método de cultivo entre los años 90 y 2000, “fundamentalmente con lana de roca y perlita, aunque inicialmente hubo en la zona de Mazarrón-Aguilas fincas con sustrato en arena, pero quedó relegado este sistema a esas zonas y no trascendió a más”. El auge de cultivos hidropónicos en lana de roca y perlita experimentó un crecimiento importante llegando hasta el entorno de las 5.000 hectáreas, “pero debido a su alto grado de dependencia y de vigilancia activa por parte del agricultor, fue perdiendo fuelle en favor de sustratos como el coco, que permiten un mayor margen de maniobra ante posibles averías en los sistemas y de errores en el manejo del mismo, otorgando al agricultor esa capacidad de maniobra frente a eventualidades”, puntualiza.

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Invernadero hidropónico de Novagric en Almería.

Lucas Galera señala que, no obstante, en proyectos profesionales de agricultura intensiva de alto rendimiento, prima el sustrato lana de roca y perlita por su precocidad en el cultivo, capacidad de respuesta, manejo y rendimientos. Sin embargo, recuerda una de las principales barreras que han frenado la expansión de este sistema: “La no aceptación como forma de producir para cultivo ecológico, hace que no crezca significativamente este medio de producción en sustrato y de hidroponía en general”.

Además, recuerda que “muchos agricultores por comodidad y no dependencia activa del sustrato, han vuelto a cultivar en suelo aun no siendo para cultivo ecológico, destacando formas nuevas de producir a base de mezclar en surcos el sustrato de coco con el suelo y así conseguir una zona de confort para las raíces, obteniendo plantas muy vigorosas y productivas, llamando a esta técnica con el nombre de enficonado”.

En lo relativo a cultivo en agua, Lucas Galera desgrana que existen varias vertientes, desde la forma de producir en balsetas inundadas, sobre todo, para plantas como la lechuga, por su rápido crecimiento y fácil manejo, obteniéndose producciones interesantes, así como el cultivo en canalones en la misma línea. También apunta que se lleva a cabo el cultivo en bolsas o sacos de plástico soportados por una estructura fijada al suelo, un sistema que se emplea fundamentalmente en la zona de Pulpí (levante almeriense) y sus alrededores, conocido como NGS (New Growing System).

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Invernadero de alta productividad de la Fundación Tecnova.

“Hay otra vertiente que es el cultivo vertical, que podría ser un exponente en agricultura de proximidad y agricultura urbana, con modelos estructurales del tipo geodésico, que se integran bien en las ciudades por su belleza arquitectónica constructiva y que permiten que el usuario pueda adquirir productos recién recolectados, en casos como la lechuga o similares y poder llevárselos vivos a su casa, manteniendo toda la frescura de un producto de estas características”, indica Galera, que apunta que este modelo “bien podía ubicarse en centros comerciales, parques, jardines o lugares muy cercanos al consumidor final”. Este modelo ha despertado gran interés y “va tomando mucha relevancia, principalmente entre los grandes supermercados”, bajo el concepto de vertical farming, asegura el director general de Novagric, un sistema que ha surgido como respuesta al problema de establecer una agricultura capaz de abastecer a la creciente población mundial, en equilibrio con los recursos disponibles, tanto de tierra como de agua, principalmente. Se trata de un modelo que utiliza un 99% menos de tierra y un 95% menos de agua para cultivar sin pesticidas, apoyado en la tecnología para controlar el clima, aprovechando las fuentes de energía renovables, iluminación LED e irrigación sin sustrato, permitiendo cultivar los doce meses del año.

La incompatibilidad con el ‘eco’, un freno

El hidropónico no es un sistema compatible con los requisitos que exige la agricultura ecológica, de ahí que, en los últimos años se haya frenado su expansión y la superficie cultivada bajo este método se haya visto mermada considerablemente. Sin embargo, hay firmes defensores de sus características, que ven detrás la acción de una ‘mano negra’ movida por intereses comerciales.

Así lo apunta Miguel Urrestarazu, catedrático de Producción Vegetal de la Universidad de Almería (UAL), que considera que “el fundamentalismo social está detrás de que el hidropónico no se considere como ecológico” y explica que hay interés en poner “un estigma” en esta técnica. Urrestarazu lleva 25 años investigando la técnica del cultivo sin suelo e indica que es llamativa la “publicidad negativa” que hay detrás de países como “Suiza, Holanda y Alemania”, porque relacionan este sistema con contaminación. “Detrás de este movimiento están las empresas que ponen los sellos y certificados que determinan hacia dónde van los modelos de producción agrícola, además de otro tipo de empresas que argumentan sin rigor científico, con intereses creados, para favorecer el sistema de agricultura convencional”.

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Miguel Urrestarazu, catedrático de Producción Vegetal de la Universidad de Almería.

A pesar de ello, este catedrático de Producción Vegetal de la UAL insiste en que el hidropónico tiene futuro. Recuerda la importancia que tienen los centros de investigaciones y universidades como la UAL para aportar su ‘granito de arena’ en la resolución de los problemas relacionados con la escasez de agua, así como en la búsqueda de modelos agronómicos sostenibles, respetuosos con el medioambiente y que impulsen la reutilización de residuos de otras industrias, como son el caso de la lana de roca y la perlita, como sustratos.

“Hay países que están apostando por el cultivo sin suelo, por ejemplo, Chile o Uzbekistán, por citar dos ejemplos. La razón está en que en esos países sí se permite su uso en agricultura ecológica”, explica. Aun con el freno que supone esta barrera en España, considera que el hidropónico tiene garantizada su supervivencia: “Es más sencillo y más barato producir mediante hidropónico que en el ecológico conocido hasta ahora, particularmente, para los denominados súper alimentos y aquellos productos ricos en antioxidantes”.

En ese sentido, pone como ejemplo un proyecto que está llevando a cabo en la UAL para el cultivo de azafrán sin suelo, con control de clima, bajo condiciones de fertirriego controlado no contaminante, que concentra de forma óptima los fitofármacos. “Empezamos este proyecto hace tres años y le quedan otros dos para que vea la luz; ahora estamos en la fase de análisis fitoquímico del producto y buscando la manera de mejorar la productividad mediante el clima, la conductividad eléctrica, la intensidad lumínica, etc, de forma que logremos la mayor tasa posible de anticancerígeno, para poder extrapolarlo a escala comercial”, señala, recordando que el azafrán, además de ser un producto gourmet, posee un gran potencial para la industria farmacéutica.

Urrestarazu también es uno de los precursores de patentes en agricultura vertical, a través de sus investigaciones en la UAL. “En el año 2000 se llamaban paredes vegetales”, recuerda. “Ahora toca aplicarlo realmente a escala real de forma comercial e industrial, pues ahora apenas hay empresas que se dedican a ello”, mientras que las granjas verticales, que no son tan novedosas, necesitan optimizar la energía que consumen para su puesta en marcha, apostilla.

IFAPA, 20 años de experiencia

El Centro del Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera (IFAPA) de La Mojonera (Almería) lleva más de 20 años trabajando en innovación y experimentación en cultivos hortícolas en sustrato bajo invernadero, abordando temas relacionados con la gestión del riego y la nutrición dirigidos a un uso racional del agua y los fertilizantes, adecuando el aporte a las necesidades del cultivo y evaluando estrategias respetuosas con el medio ambiente. En la actualidad, sus líneas de trabajo se centran en la búsqueda de estrategias para la reducción de emisión de nitratos al medio, la sensorización de los sistemas de cultivo en sustrato y el uso eficiente del agua.

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En cuanto a la reducción de emisiones de nitratos procedentes de los lixiviados, una forma de reducir dicha contaminación es la reutilización de los lixiviados en los sucesivos riegos, pero dado el contenido en el agua de riego de sodio, cloro y sulfatos cuya tasa de absorción por el cultivo es muy baja, obliga a sucesivos descartes debido a su acumulación en la solución recirculante; a estos sistemas se les denomina semi-cerrados. Así lo explica Evangelina Medrano, investigadora principal del IFAPA en este centro de La Mojonera, que señala que se ha evaluado la estrategia de cesar el aporte de fertilizantes los días previos a los sucesivos descartes, con un resultado que ha reducido las emisiones de nitratos el 60% en cultivos de tomate y pepino, sin que este cese intermitente del aporte de fertilizantes haya afectado ni a la producción ni a la calidad de fruto.

Otro método de evitar la contaminación por nitratos del medio por el vertido de lixiviados es el tratamiento de dichos vertidos mediante sistemas de lagunaje artificial. “La desnitrificación heterótrofa es el proceso principal que se desarrolla en el sistema de lagunaje artificial; este proceso consiste en la reducción desasimilativa del NO3 por parte de bacterias heterótrofas, las cuales usan el NO3- como aceptor de electrones en condiciones de anoxia y una fuente de carbono como donador de electrones. Durante la desnitrificación, el NO3- sigue este proceso hasta transformarse en nitrógeno gaseoso”, desgrana Medrano, que indica que se ha instalado un sistema de lagunaje artificial para la desnitrificación de los lixiviados antes de ser vertidos al medio ambiente y también se han utilizado plantas halófitas para evaluar su capacidad de absorción de NaCl con la idea de volver a reutilizar los lixiviados en el mismo o en otro cultivo. “Con el sistema de lagunaje artificial se ha conseguido reducir el contenido de nitratos hasta valores próximos a los 50 ppm (partes por millón) permitidos en las zonas vulnerables a la contaminación de nitratos; en cuanto a la capacidad de absorción de NaCl de plantas halófitas, en nuestro caso salicornia, hemos obtenido una reducción próxima al 50% de su contenido”.

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Dentro de la iniciativa 'Fiware Zone' puesta en marcha de forma conjunta entre la Junta de Andalucía y Telefónica, concretamente en el proyecto 'Fiware Zone' Smart Agrolab Almería, IFAPA ha participado en la sensorización de los sistemas de cultivo en sustrato, evaluando la información aportada por sensores remotos instalados tanto en las unidades de sustrato como en estaciones meteorológicas. En este sentido, se han recopilado datos sobre conductividad eléctrica (CE), pH, contenido de humedad y temperatura en el interior del sustrato; sobre CE, pH y temperatura de las soluciones de drenaje, la temperatura del cultivo (temperatura de hoja), el tiempo que permanece la hoja mojada por efecto de la condensación en el invernadero y los parámetros climáticos de temperatura, humedad, radiación solar y PAR incidente sobre el cultivo y concentración de CO2 en el aire del invernadero. “Esta iniciativa se basa en una solución IoT para la monitorización de todos los procesos implicados en el cultivo hortícola en sustratos bajo invernadero. 'Fiware Zone' ha sido reconocida por la Comisión Europea como Digital Innovation Hub de Andalucía y es uno de los iHubs más dinámico del ecosistema Fiware”, apostilla Evangelina Medrano.

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