Caracterización y optimización de la producción de alimentos a través de sistemas acuapónicos de pequeña escala

La acuaponía combina la producción de peces (acuicultura) y de plantas (hidroponía), de forma sostenible y en un marco de economía circular, imitando un ecosistema natural complejo. Aunque las instalaciones acuapónicas llevan más de 50 años desarrollándosey pueden construirse con fines comerciales, la perspectiva del autoconsumo también es importante, debido a su alta proliferación en todo el mundo. Sin embargo, hay escasos conocimientos sobre cómo se lleva a cabo la producción acuapónica a pequeña escala y la presencia de productos acuapónicos en los mercados es todavía muy limitada. Los objetivos de esta tesis son: 1) Evaluar la producción acuapónica de un policultivo de diferentes hortalizas, hierbas y frutas junto con tilapias, para autoconsumo, durante todo un año, teniendo en cuenta las limitaciones climáticas durante el verano y el invierno, probando dos alternativas para reducir el consumo de energía en épocas frías. 2) Determinar el perfil y las motivaciones de los productores acuapónicos, las características de las instalaciones y el rendimiento de la producción en España y América Latina. 3) Caracterizar las preferencias de los potenciales consumidores y su disposición a pagar precios más altos por los productos acuapónicos en países hispanohablantes. Esta investigación proporciona una descripción exhaustiva del funcionamiento y manejo de dos Sistemas Acuapónicos de Pequeña Escala (SAPE), autoconstruidos basándose en modificaciones de los propuestos por la FAO. En ellos se produjeron 62 kg de tilapia y 352 kg de 22 verduras y frutas diferentes durante un año, lo que demostró que una instalación acuapónica a pequeña escala puede proporcionar parte de las frutas, verduras y pescado recomendadas para la subsistencia de una familia de cuatro miembros durante todo el año. En relación al pequeño productor acuapónico medio, el perfil más común es el de un hombre de mediana edad, con cierto nivel de estudios y una renta familiar moderada. Las principales motivaciones para tener una instalación acuapónica fueron la producción de alimentos sanos y de alta calidad, la preocupación por el medio ambiente y la autonomía adquirida. Estas motivaciones condicionaron los fines de las instalaciones acuapónicas (principalmente educativos, para autoconsumo y como afición), que, salvo para pequeñas ventas, no tenían un motivo económico. Por sus características, las instalaciones acuapónicas están especialmente adaptadas a la agricultura urbana (muchas de ellas estaban ubicadas en azoteas) y la mayoría de las estudiadas eran de reciente construcción. La técnica de la película de nutrientes fue el subsistema hidropónico más utilizado, seguido de los lechos de medios, donde se produce mayoritariamente un policultivo de hortalizas de hoja y de fruta y aromáticas. La tilapia fue la especie de pez más frecuentemente empleada. En general, los productores carecen de conocimientos y experiencia adecuados sobre estos sistemas complejos para poder operarlos de forma eficiente y existe una necesidad generalizada de formación, particularmente en gestión de plagas y enfermedades y mantenimiento de la calidad del agua. Por último, en cuanto a los consumidores acuapónicos, casi el 60% de los encuestados sabía qué era la acuaponía, y ese conocimiento estaba relacionado con el nivel académico y la preocupación por el medio ambiente. La mayoría de los participantes consideraron la acuaponía como un sistema de producción de alimentos muy interesante. El consumo de productos acuapónicos estaba motivado principalmente por su calidad, sabor y a laausencia de pesticidas o residuos químicos. En cuanto a la disposición a pagar precios más elevados, se constató una notable influencia de los ingresos del hogar, la preocupación por el medio ambiente y, sobre todo, los conocimientos previos sobre acuaponía. Por lo tanto, sería aconsejable realizar campañas publicitarias que proporcionen información específica sobre este tipo de producción de alimentos para aumentar su grado de aceptación del público en general.Aquaponics combines the sustainable production of fish (aquaculture) and plants (hydroponics), within a circular economy context, while simulating a complex natural ecosystem. Although aquaponic installations have been developing for more than 50 years and can be built for commercial purposes, the perspective of self-consumption is also important, due to its high proliferation worldwide. However, there is little knowledge on how it is carried out and the presence of aquaponic products in the markets is still very limited.The objectives of this thesis are: 1) To evaluate the aquaponic production of a polyculture of different vegetables, herbs and fruits together with tilapias, for self-consumption, during a whole year, taking into account the climatic limitations during summer and winter, and testing two alternatives to reduce energy consumption in cold periods. 2) To determine the profile and motivations of aquaponic producers, the characteristics of their installations and the production yield in Spain and Latin America. 3) To characterize the preferences of potential consumers and their willingness to pay higher prices for aquaponic products in Spanish-speaking countries. This research provides a comprehensive description of the operation and management of two self-built Small-Scale Aquaponic Systems (SAM), based on FAO models. In them, 62 kg of tilapia and 352 kg of 22 different vegetables and fruits were produced during one year. It was proved that a small-scale aquaponic installation can provide part of fruits, vegetables and fish recommended for the subsistence of a family of four members during a whole year. In relation to the average small aquaponic producer, the average profile was a middle-aged man, with a certain level of education and a moderate family income. The main motivations for having an aquaponic installation were the production of healthy and high-quality food, the concern for the environment and the autonomy acquired. These motivations conditioned the purposes of the aquaponic installations (mainly educational, for self-consumption and as a hobby). Except in the case of small sales, they did not have an economic motive. Due to their characteristics, aquaponic installations are particularly adapted to urban agriculture (many of them were located on rooftops) and most of those studied were of recent construction. The nutrient film technique was the most widely used hydroponic subsystem, followed by media beds, where mostly a polyculture of leafy vegetables and fruit and aromatic vegetables was produced. Tilapia was the most used fish species. In general, producers lack adequate knowledge and experience of these complex systems to be able to operate them efficiently. Therefore, there is a need for training, specially in pest and disease management and water quality management.Finally, regarding aquaponic consumers, almost 60% of the respondents knew what aquaponics was, which was related to their academic level and concern for the environment. Most of the participants considered aquaponics as a very interesting food production system. The consumption of aquaponic products was mainly motivated by their quality, taste and the absence of pesticides or chemical residues. As for the willingness to pay higher prices, there was a notable influence of household income,concern for the environment and, above all, previous knowledge about aquaponics. Therefore, it would be advisable to carry out advertising campaigns providing specific information about this type of food production to increase its degree of acceptance by the general public