LA HIDROPONIA Y LA AEROPONIA COMO ESTRATEGIA DE APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS NATURALES.

LA HIDROPONIA Y LA AEROPONIA COMO ESTRATEGIA DE APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS NATURALES.

¿QUE SON CULTIVOS HIDROPONICOS?

  ¿QUÉ ES LA HIDROPONIA? (VÍNCULO AL CONCEPTO DE HIDROPONÍA)

La hidroponía es una técnica de cultivo sin tierra, en el cual se hace crecer plantas con o sin sustrato (el cual nunca es tierra, puede ser arena, concha de coco, concha de arroz, goma-espuma, técnica suspensión en el aire), el cual solo sirve de sostén para las raíces.

¿Cómo funciona la Hidroponía?

El trabajo de hacer crecer la planta lo hace la solución de nutrientes con la cual se lava, se hace flotar o se irriga de forma continua la raíz de la planta.

Raíces de la Hidroponía (orígenes)

La hidroponía se origina con la necesidad de producir alimentos por parte de poblaciones que habitaban en regiones sin tierras fértiles para cultivar, pero que contaban con fuentes de agua suficientes. De tal manera que la hidroponía es muy antigua. Hubo civilizaciones enteras que la usaron como medio de subsistencia, y existen datos históricos que sustentan la afirmación de que los cultivos hidropónicos se conocían en diversas localizaciones geográficas. Uno de estos datos son las descripciones de los "Jardines colgantes de Babilonia" que se describía recibían riego por canales de agua. Otros ejemplos incluyen siembra de hortalizas en "Barcazas" llenas de limo y sustancias nutritivas del fondo del lago que quedaba en lo que ahora es ciudad de México.

En Wikipedia muestran desacuerdo con estas afirmaciones debido a que dicen que el concepto de la hidroponia con soluciones nutritivas propiamente dicho se inicia es con las investigaciones del Dr William Frederick Gericke en 1936; sin embargo es de hacer notar que esos cultivos en barcazas de los aztecas, fueron cultivos SIN TIERRA con uso de sustancias nutritivas que los ellos utilizaron al principio de forma ingenua y luego con una gran especialización. Además la arena de rio es uno de los sustratos de la hidroponía.

Ventajas de la hidroponía

Por ser un cultivo sin tierra, el cultivo hidropónico ofrece la ventaja de no necesitar grandes terrenos para que rinda frutos y no depende de la calidad del suelo, sino de la solución. Los implementos y costos la hacen rentable. Y además, como también se puede usar  con plantas ornamentales, sirve de relax. La otra ventaja es la de poder producir forraje verde hidropónico que puedes usar para tus conejitos y otras mascotas

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Proyecto fotos de hidroponia  

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Además, incluyo información útil a quienes desean empezar su propio proyecto de cultivo hidropónico (alimentario u ornamental). Las fotos de  hidroponia son siempre muy importantes para entender los conceptos. Hay fotos de proyectos de  hidroponía de raíz flotante.

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  • CLASE 4: Sustratos o medios de cultivo
  • CLASE 5: Preparación, siembra y manejo de almácigos
  • CLASE 6: Métodos para hacer hidroponía popular
  • CLASE 7: Nutrición de las plantas
  • CLASE 8: Manejo y control de plagas
  • CLASE 9: Costos y rentabilidad de la Huerta Hidropónica Popular

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  • Justificación
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  • Objetivo de la producción de FVH

SEGUNDA PARTE:

  • Métodos y factores que influyen en la
    producción de forraje verde hidropónico
  • Métodos de producción
  • Ejemplos de utilización del FVH en alimentación animal
  • Instalaciones
  • Factores que influyen en la producción
  • Fertilización en la producción de FVH
  • Preparación de soluciones nutritivas
  • Efectos de la fertilización nitrogenada

TERCERA PARTE:

  • Resultados en la alimentación animal obtenidos a partir de FVH

CUARTA PARTE:

  • Costos de producción e impacto económico del FVH
  • Costos de producción convencional
  • Impacto económico del FVH
  • CONCLUSIONES

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CONCEPTOS HIDROPONIA

La palabra Hidroponia deriva de las palabras griegas Hydro (agua) y Ponos (labor o trabajo) y significa literalmente "trabajo en agua". La Hidroponia es la ciencia que estudia los cultivos sin tierra.

Raíces Históricas:

Las primeras referencias de algo parecido a hidroponia se origina con la necesidad de producir alimentos por parte de poblaciones que habitaban en regiones sin tierras fértiles para cultivar, pero que contaban con fuentes de agua suficientes. De tal manera que el concepto de la hidroponía es muy antiguo.

Hubo civilizaciones enteras que usaron variantes parecidas a la hidroponía como medio de subsistencia, y existen datos históricos que sustentan la afirmación de que los cultivos hidropónicos se conocían en diversas localizaciones geográficas. Uno de estos datos son las descripciones de los "Jardines colgantes de Babilonia" que se describía recibían riego por canales de agua. Otros ejemplos incluyen siembra de hortalizas en "Barcazas" llenas de limo y sustancias nutritivas del fondo del lago que quedaba en lo que ahora es ciudad de México.

La técnica de la hidroponia es incluso descrita por antiguos jeroglíficos egipcios en los cuales se hace mención de cultivos de plantas flotantes en las riveras del río Nilo.

Hay quienes no apoyan dichas raíces históricas diciendo que los Jardines Colgantes de Babilonia eran cultivos colgantes con tierra y que las "Barcazas" o chinanpas también tenían tierra, sin embargo, el sustrato eran arenas de río que se humedecían con agua y materia orgánica en descomposición (debido a que las soluciones hidropónicas actuales no se desarrollaron hasta 1935 por el Dr William Frederick Gericke. Sin embargo, fueron cultivos SIN TIERRA con uso de sustancias nutritivas que los egipcios, babilonios y aztecas utilizaron al principio de forma ingenua y luego con una gran especialización.

Descripción de la hidroponia como método de cultivo:

Si bien la hidroponia es, en la práctica, sinónimo de "cultivo sin tierra", esto no significa que las plantas necesariamente crecen en el agua o colgando o en el aire con baños de agua como es el caso de la aeroponia. Hay diversas formas de hacer hidroponia, algunas de las cuales hacen uso de sustratos sólidos que NO SON TIERRA, tales como la concha de coco, cascarilla de arroz, arena lavada de río, perlita, lana de roca, etc. En estos sustratos las plantas pueden tener un sostén adecuado para crecer, y además ofrecen la posibilidad de mantener la humedad y favorecer la oxigenación de las raíces de las plantas.

La tierra es un sustrato para el cultivo clásico. Ofrece sostén, mantiene humedad y  tiene los nutrientes propios del suelo en el que se haga el cultivo. En el suelo, sin embargo, el flujo de oxígeno no es bueno y se pueden transmitir enfermedades bacterianas y virales además que se presentan factores como la contaminación del suelo y de las aguas subterraneas.

Esos problemas no se presentan con la hidroponia, porque el sustrato que se usa en la hidroponia SOLO ofrece el sostén y la capacidad de mantener la humedad y oxigenación de las raíces de las plantas. NO APORTA nutrientes y es fácilmente controlable que esté libre de contaminación y de plagas y enfermedades. Los nutrientes ESTÁN EN EL AGUA (HYDRO) que se usa como solución nutritiva de la hidroponia. Y es allí donde está el verdadero arte de la técnica, en tener las soluciones nutrientes adecuadas para cada cultivo en sus diferentes etapas; desde el almácigo (semilleros), pasando por la germinación, brote, crecimiento, floración, polinización, producción de la fruta y cosecha.

Las ventajas de la hidroponia son muchas e incluyen:

·         No depende de las estaciones de forma estricta debido a que se puede hacer en invernaderos

·         No depende de la calidad de los suelos del área geográfica en cuestión

·         Se puede controlar la calidad de los nutrientes de forma más objetiva

·         Permite la producción de semilla certificada

·         Permite el control de plagas, parásitos, bacterias, hongos y virus

·         Permite el mejor uso del agua, porque se recicla

·         Permite la disminución del uso de agentes tóxicos

·         No usa maquinarias pesadas

·         Puede ser altamente automatizada

·         Puede protegerse de los efectos del clima

·         Puede calcularse el retorno económico con un margen de error menor que en cultivo tradicional

·         Las frutas y vegetales tienden a crecer de forma regular (todos con el mismo promedio de tamaño) sin que haya parches de tierra de mejor o peor calidad porque no dependen de la tierra sino de las soluciones y del sustrato.

·         Permite la implementación de cultivos en zonas urbanas y sub-urbanas (incluso en patios, terrazas, etc) en forma de huertos familiares

·         No requieren GRANDES extensiones de tierra

Información Agregada 08-05-2007, tomada de Wikipedia:

El primer trabajo publicado sobre crecimiento de plantas terrestres sin suelo era, Sylva Sylvarum (1627) de sir Francis Bacon. Después de eso, la técnica del agua se popularizó en la investigación. En 1699, John Woodward publicó sus experimentos de esta técnica con la menta verde. Él observó que las plantas crecían peor en agua destilada que en fuentes de agua no tan purificadas. Los primeros en perfeccionar las soluciones nutrientes minerales para el cultivo sin suelo fueron los botánicos alemanes Julius von Sachs y el Wilhelm Knop en la década de los 60 del siglo XIX. El crecimiento de plantas terrestres sin suelo en soluciones minerales (solution culture) se convirtió rápidamente en una técnica estándar de la investigación y de la enseñanza y sigue siendo ampliamente utilizada hoy. Esta técnica ahora se considera un tipo de hidroponía donde no hay medio inerte.

En 1929, el profesor William Frederick Gericke de la universidad de Berkeley, en California fué el primero en sugerir que la solution culture se utilizase para la producción vegetal agrícola. Gericke causó sensacion al hacer crecer tomates y otras plantas y consiguiendo que alcanzasen un tamaño notable en su patio trasero en soluciones minerales, mayores que las cultivadas en tierra. Por analogía con el término (geoponic) (que significa agricultura en Griego antiguo) llamó a esta nueva ciencia hidroponía en 1937, aunque él afirma que el término fue sugerido por el Dr. W.A. Setchell, de la universidad de California del hydros (regar) y ponos (trabajo).

Los informes sobre este trabajo y la fervientes afirmaciones de Gericke de que la hidroponía revolucionaría la agricultura de las plantas provocaron un alud de peticiones de información adicional. Gericke rechazó revelar sus secretos porque él había realizado los estudios en su casa y en su tiempo libre. Este hecho (negarse a revelar todos los datos) provocó su salida de la universidad de California. En 1940, escribió el libro, Complete Guide to Soilless Gardening (Guía Completa del Cultivo sin Suelo).

 

PROYECTOS HIDROPONIA

RAIZ FLOTANTE

En esta página desarrollo paso a paso, con la ayuda de gráficos, un  fácil proyecto de hidroponía de raíz flotante que puede ser perfectamente utilizado para fresas hidropónicas, tomates hidropónicos, lechugas hidropónicas y mucho más.

Los materiales de construcción del sistema de raíz flotante hidropónico se pueden describir a continuación:

·         Lámina de Zinc o de Acerolit o lámina de techos acanalada. Ésta va a servir de base de nuestro proyecto hidropónico

·         Bomba de agua (denominada con la letra "P") que va a asegurar el flujo del nutriente hidropónico

·         Tubos de goma flexible (en violeta y en marrón)

·         Tanque de nutriente (denominado con la letra "T")

·         Se necesita silicón para hacer las juntas de las tapas de los canales 

 

Aquí se ve el sistema de canales todavía sin tapar para que evidencien cómo el nutriente hidropónico llena el fondo de los canales hasta cierto nivel, luego este sistema va a ser tapado con una lámina de Anime (poliuretano) para formar una cama de hidroponía

 

En este diseño, se usa una sola lámina de anime o de poliuretano para tapar la lámina acanalada y formar la cama del cultivo hidropónico. Se debe hacer notar que existen agujeros en la lámina que son los que permiten la colocación de las plantas que provienen de los almácigos de hidroponía.

 

Plántula que va a ser transplantada al sistema de raíz flotante hidropónico. Nótese como el tallo de la planta se envuelve en un TACO de gomaespuma (esponja) al cual se le ha cortado una muesca para que el tallo pase. Las plantas más grandes para hidroponía como el tomate y la fresa requieren, además de esta, otros elementos de fijación tales como varas o cuerdas para no caerse.

 

 

Vista del sistema de raíz flotante de cultivo hidropónico ya con la planta en su lugar. Aquí se puede ver que la raíz está flotando en una capa móvil de solución de nutrientes que se recicla por efecto de la bomba de flujo continuo.

 

FLUJO DE NUTRIENTES

 

Observe como en este proyecto se diseña un sistema de raíz flotante que no está sumergida de forma permanente en el nutriente NFT sino que es "BAÑADA" por el nutriente el cual es bombeado por una bomba pequeña de fuente de las que venden para relajación (fuentes pequeñas de mesa ornamentales). Se aprecian dos recipientes:

·         El recipiente de reserva de solución nutriente que está abajo, que contiene la bomba sumergida o un tubo de bomba no sumergida, la llegada de la bomba de aire de pecera para oxigenar el agua con nutriente.

·         El recipiente de crecimiento o CAMA que se aprecia arriba que debe tener cierto grado de inclinación, de tal forma de proporcionar una dirección de flujo del nutriente NFT. El mismo tiene un drenaje para reciclar el NFT.

Observen que las plantitas se encuentran suspendidas en mallas que dejan bajar las raíces hasta el nutriente. La forma de sostener las plantitas es variable.

Partes del sistema:

1.- Bomba de pecera para oxigenar la solución nutriente

2.- Bomba de fuente ornamental para bombear el nutriente desde el recipiente de reserva de solución hasta el recipiente de crecimiento

3.- Nutriente en su recipiente (el recipiente debe ser opaco)

4.- Piedra de difusión de burbujas de aire (air-stone)

5.- Tubo de PVC en el cual se hacen crecer las plantitas hidroponicas

6.- Esponja o malla en la cual se sostiene el tallo de la planta para colocarlo en los agujeros del tubo de PVC

7.- Nuestra hermosa planta creciendo y haciéndonos felices

8.- Drenaje de reciclado de solución NFT que va hacia el tanque o recipiente de reserva

9.- Tapas del tubo de PVC

10.- Solución NFT nutritiva circulando por el tubo de PVC (nótese la flecha que indica la dirección de flujo)

11.- Tubo flexible de bombeo de la solución con flecha que indica la dirección del flujo

 

En este esquema en Inglés lo que se detalla es la forma inclinada del tubo de PVC que permite que no se estanque el nutriente y fluya en la misma dirección (la que uno decida)

 

SISTEMA CERRADO SIN FLUJO

 

Esquema del proyecto  de raíz flotante de hidroponia fácil

 

Proyecto de cultivo hidropónico:

La base comprende una pieza de Anime (blanco) (se puede ver la foto en la sección de fotos de hidroponia de mi página). A la pieza de anime se le hacen agujeros de 3cm y en éstos se encajan cubos de goma-espuma (amarillo) a la cual se le corta una ranura en la que se fija el tallo por encima de la raíz, también debe haber un orificio de entrada para el tubo de la bomba de aire de pecera.

Vea la bomba de pecera que se usa para oxigenar el nutriente de tal forma de permitir un rápido crecimiento de la raíz y con esto hacer que el crecimiento y el rendimiento de la planta sea mayor. Aunque se muestra el proyecto como si fuera un recipiente transparente, siempre se debe hacer con recipientes opacos de manera que la luz no incida sobre el nutriente de tal forma que no se produzca aparición de algas en los mismos que acabarían consumiendo los nutrientes y el oxígeno dañando seriamente las raíces de nuestras plantitas.

Para un esquema del sistema de raíz flotante con flujo continuo de nutriente con su construcción detallada paso a paso puedes enlazar con la página de: Sistema de Raíz Flotante de Flujo Continuo Hidropónico

 

SUSTRATO SOLIDO

En este proyecto lo se muestra un sistema de hidroponía en el cual se hace el riego de forma manual agregando la solución nutritiva SOLO en el recipiente que muestra el líquido en la foto. Se usa el sustrato que a Ud le parezca adecuado, como concha de arroz, concha de coco, arena lavada de río, etc.

 

Observe que el nutriente es llevado por la capilaridad y capacidad de absorción del propio sustrato que está en el recipiente de la planta, el cual se encuentra flotando prácticamente en el recipiente de solución. La diferencia con el sistema de raíz flotante hidropónica es que en este sistema de cultivo se USA SUSTRATO. Además, el recipiente del sustrato debe tener pequeños orificios para que el nutriente pueda ascender por capilaridad. Los orificios no deben, sin embargo dejar que el sustrato CAIGA al recipiente de la solución, para lo cual recomendamos pavimentarlo con mallas de plástico.  Ventajas:

·         Se puede usar con plantas ornamentales incluyendo LAS ORQUÍDEAS

·         El sistema no requiere bombas ni otros componentes costosos.

·         El sistema permite el cambio rápido de la solución cuando ésta está agotada de nutrientes

·         La solución que se va perdiendo en evaporación y absorción se puede reemplazar con agua.

·         Es muy fácil de hacer y el trabajo es mínimo

 

RIEGO POR GRAVEDAD

 

En este proyecto lo se muestra un sistema de hidroponía en el cual se hace el riego de forma manual y ocurre por gravedad. Se usa el sustrato que a Ud le parezca adecuado, como concha de arroz, concha de coco, arena lavada de río, etc.

Observe que el nutriente es llevado por la fuerza de gravedad desde el recipiente que está en alto hasta el recipiente que está más abajo, con una serie de tubos que conectan a los dos recipientes. Solo uno de los recipientes tiene sustrato con plantas, el otro sirve de reservorio de la solución nutriente. Los riegos son manuales y se realizan de dos a tres veces al día. Se deben, por lo tanto usar sustratos que tengan buen índice de conservación de la humedad pero que permitan un flujo adecuado de la solución entre un recipiente y otro. Ventajas:

·         El sistema no requiere bombas ni otros componentes costosos.

·         El sistema permite el cambio rápido de la solución cuando ésta está agotada de nutrientes

·         La solución que se va perdiendo en evaporación y absorción se puede reemplazar con agua.

·         Es muy fácil de hacer y el trabajo es mínimo

 

 

 

 

 

Desde el punto de vista hortícola, la finalidad de cualquier medio de cultivo es conseguir una planta de calidad en el más corto período de tiempo, con costes de producción mínimos. En este sentido los cultivos sin suelo, también denominados cultivos hidropónicos, surgen como una alternativa a la Agricultura tradicional, cuyo principal objetivo es eliminar o disminuir los factores limitantes del crecimiento vegetal asociados a las características del suelo, sustituyéndolo por otros soportes de cultivo y aplicando técnicas de fertilización alternativas. La Ciencia de los Sustratos alternativos tiene como base el cultivo de plantas sin utilizar el suelo, de forma que las raíces de las mismas se encuentren suspendidas en un soporte inerte (grava, arena, turba) -lo que se conoce con el nombre de hidroponía-, en la propia disolución
nutritiva, lo que exige una recirculación constante de la misma, impidiendo un proceso de anaerobiosis que causaría la muerte inmediata del cultivo-hidroponía pura- o en el interior de una cámara de PVC o cualquier otro material, con las paredes perforadas, por donde se
introducen las plantas; en tal caso, las raíces están al aire, crecen en la oscuridad y la disolución nutritiva se destribuye por pulverización a media o baja presión-este sistema recibe el nombre de aeroponía-. Existen variantes más sofisticadas de la aeroponía tradicional como
el Schwalbach System (SS) y el Aero-Gro System (AGS), desarrolladas ambas en Australia.

 

CULTIVOS SIN SUELO

 

Durante los últimos años se viene mostrando un marcado interés por el medio ambiente, lo que

ha facilitado el estudio del impacto ambiental de la actividad agraria sobre la atmósfera, el

suelo y las aguas superficiales y de escorrentía. Los cultivos sin suelo presentan unas

características diferenciales importantes en comparación con el cultivo en suelo natural, entre

ellas cabe citar: a) el control riguroso de los aspectos relacionados con el suministro de agua y

nutrientes, especialmente cuando se trabaja en sistemas cerrados y b) la capacidad de acogida

de residuos y subproductos para ser utilizados como sustratos de cultivo.

No obstante la industria de los cultivos sin suelo genera una serie de contaminantes

procedentes de: a) la lixiviación de los nutrientes, especialmente en sistemas abiertos, a

solución perdida, b) el vertido de materiales de desecho, c) la emisión de productos

fitosanitarios y gases y d) el consumo extra de energía, consecuencia de los sistemas de

calefacción y mantenimiento del nivel higroscópico adecuado, la desinfección del medio de

cultivo, etc.-

Si nos centramos en el desarrollo de estos cultivos en Europa, podemos decir que Holanda

mantiene un área estable de producción durante los últimos cinco años, para vegetales, flores y

plantas de ornamentación. Todas las hortalizas (tomates, pepinos, pimientos y berenjenas) han

cambiado a cultivos sin suelo cerrados (3.000 ha). Otros vegetales como los rábanos y las

lechugas aun se cultivan tradicionalmente (1000 ha). Cultivos de rosas, orquídeas (1000 ha) y

plantas de ornamentación (1000 ha) están creciendo en cultivos sin suelo. Esta tendencia se

puede observar también en otros países como España donde han proliferado rápidamente,

principalmente en el sudeste, destacando el cultivo de hortalizas. La expansión está siendo

más lenta en Italia y Grecia. En Alemania, norte de Francia, Reino Unido y Bélgica, las

hortalizas se cultivan principalmente en sistemas hidropónicos abiertos (Fuente: Horticultural

Engineering ACESYS IV International Conference, 2001). Se estima que la normativa

medioambiental es la principal motivación para adoptar este tipo de cultivos en los países del

noroeste de Europa, mientras que en los países de la cuenca mediterránea priman las

motivaciones económicas.


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