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¿ Que es la hidroponia

Enviado por mmolnar



  1. El pasado
  2. El presente
  3. Ventajas del cultivo por hidroponia
  4. El sustrato
  5. El riego

La palabra Hidroponia deriva del griego Hydro (agua) y Ponos (labor o trabajo) lo cual significa literalmente trabajo en agua. La Hidroponia es una ciencia que estudia los cultivos sin tierra. Cuando se habla de hidroponia se tiende a asociarlo con el Japón como poseedor de alta tecnología, pero esto no es necesariamente cierto. La hidroponia no es una técnica moderna, sino una técnica ancestral; en la antigüedad hubo cultura y civilizaciones que la usaron como medio de subsistencia. Por ejemplo, es poco conocido que los aztecas construyeron una ciudad en el lago de Texcoco (la ciudad de México se encuentra ubicada sobre un lago que se está hundiendo), y cultivaban su maíz en barcos o barcazas con un entramado de pajas, y de ahí se abastecían. Hay muchos ejemplos como este; los Jardines Colgantes de Babilonia eran hidropónicos porque se alimentaban de agua que fluía por unos canales. Esta técnica existía en la antigua China, India, Egipto, también la cultura Maya la utilizaba, y hoy en día tenemos como referencia a una tribu asentada en el lago Titicaca; es igualmente utilizada comercialmente, desarrollándose a niveles muy elevados, en países con limitaciones serias de suelo y agua. Por ejemplo, es un hecho poco difundido que la hidroponia tuvo un gran auge en la Segunda Guerra Mundial: los ejércitos norteamericanos en el Pacífico se abastecían en forma hidropónica. En la isla de Hawaii, en Iwo Jima; incluso cuando Estados Unidos ocupó Japón, se hicieron grandes botes hidropónicos para abastecer a sus soldados. De allí nació la hidroponia, en Japón: vino con la Segunda Guerra Mundial, y los japoneses, por falta de espacio y de agua, desarrollaron la tecnología norteamericana a niveles asombrosos. La NASA la ha utilizado desde hace aproximadamente 30 años para alimentar a los astronautas. Hoy en día las naves espaciales viajan seis meses o un año. Los tripulantes durante ese tiempo comen productos vegetales cultivados en el espacio. La NASA ha producido con esta tecnología (Controlled Ecological Life Support System) desde hace mucho tiempo, desarrollándola incluso para la base proyectada en Marte.

Muchos de los métodos hidropónicos actuales emplean algún tipo de sustrato como grava, arena, piedra pómez, aserrines, arcillas expansivas, carbones, cascarilla de arroz, etc., a los cuales se les añade una solución nutritiva que contiene todos los elementos esenciales necesarios para el normal crecimiento y desarrollo de la planta.

EL PASADO

Hidroponia, el crecimiento de plantas sin tierra, debe su desarrollo a los hallazgos de experimentos llevados a cabo para determinar qué substancias hacen crecer las plantas y su composición. Se conocen  trabajos de este tipo de fechas cercanas al año 1600. Sin embargo, el crecimiento de las plantas y la cultura del cultivo sin suelo es conocida  mucho antes que esto. La hidroponia es por lo menos tan antigua como las pirámides. Una forma primitiva se ha utilizado en Cachemira durante siglos.

El proceso hidropónico que causa el crecimiento de plantas en nuestros océanos data aproximadamente desde el tiempo que la tierra fue creada. El cultivo hidropónico es anterior al cultivo en tierra pero, como herramienta de cultivo, muchos creen que empezó en la antigua Babilonia, en los famosos Jardines Colgantes que se listan como una de las Siete Maravillas del Mundo Antiguo, en lo que probablemente fuera uno de los primeros intentos exitosos de cultivar plantas hidropónicamente.

Los aztecas de Centroamérica, una tribu nómada forzada a ubicarse hacia la orilla pantanosa del Lago Tenochtitlán, localizado en el gran valle central de lo que es ahora México, y tratados bruscamente por sus vecinos más poderosos que les negaron cualquier tierra cultivable, sobrevivieron desarrollando notables cualidades de invención. Como consecuencia de la falta de tierra, decidieron hacerlo con los materiales que tenían a mano; en lo que debe haber sido un largo proceso de ensayo y error, ellos aprendieron a construir balsas de caña, dragaban la tierra del fondo poco profundo del lago y la amontonaban en las balsas. Debido a que la tierra venía del fondo del lago, era rica en una variedad de restos orgánicos y material descompuesto que aportaba grandes cantidades de nutrientes. Estas balsas, llamadas Chinampas, permitían cosechas abundantes de verduras, flores e incluso árboles eran plantados en ellas. Las raíces de estas plantas presionaban hacia abajo y traspasaban el suelo de la balsa hasta el agua. En oportunidades se unían algunas de estas balsas que nunca se hundieron para formar islas flotantes de hasta sesenta metros de largo.

Con su fuerza armada, los aztecas derrotaron y conquistaron a quienes una vez los habían oprimido. A pesar del gran tamaño de su imperio, ellos nunca abandonaron el sitio en el lago; el que alguna vez fuera un pueblo primitivo se convirtió en la enorme y magnífica ciudad de México.

Al llegar al Nuevo Mundo en busca de oro, la vista de estas islas asombró a los españoles, el espectáculo de un bosquecillo entero de árboles aparentemente suspendidos en el agua debe haberlos dejado perplejos, incluso asustados en esos días del siglo 16 de la conquista española.

William Prescott, el historiador que escribió crónicas de la destrucción del imperio azteca por los españoles, describió el Chinampas como "Asombrosas Islas de Verduras, que se mueven como las balsas sobre el agua". Las Chinampas continuaron siendo usadas en el lago hasta el siglo XIX, aunque en números grandemente disminuidos. Así que, se puede apreciar, la hidroponia no es un concepto nuevo.

Muchos escritores han sugerido que los Jardines Colgantes de Babilonia eran un sistema hidropónico, ya que el agua fresca es rica en oxígeno y se suministraban nutrientes regularmente.

El arroz ha sido cultivado de esta manera desde tiempos inmemoriales. Los Jardines Flotantes de China son otro ejemplo de "Cultivo Hidropónico"

Archivos jeroglíficos egipcios antiguos de varios cientos años A.C. describen el crecimiento de plantas en agua a lo largo del Nilo.

Antes del tiempo de Aristóteles, Teofasto (327-287 A.C.) emprendió varios experimentos en nutrición de plantas. Los estudios botánicos de Dioscorides son anteriores al primer siglo D.C.

El intento científico documentado más antiguo para descubrir los nutrientes de las plantas fue en 1600 cuando el belga Jan Van Helmont mostró en su experimento clásico que las plantas obtienen sustancias del agua. Él plantó un retoño de sauce de 5 libras en un tubo que contenía 200 libras de tierra seca la cual fue cubierta para mantenerla aislada del polvo, después de 5 años de riego regular con agua de lluvia él encontró el retoño del sauce aumentado en peso a 160 libras, mientras la tierra perdió menos de 2 onzas. Su conclusión, que las plantas obtienen sustancias para crecimiento de agua, fue correcta, sin embargo él no comprendió que también requieren dióxido de carbono y oxígeno del aire.

En 1699, John Woodward, un miembro de la Sociedad Real de Inglaterra, cultivó plantas en agua que contenía varios tipos de tierra, la primera solución de nutrientes hidropónica artificial, y encontró que el mayor crecimiento ocurrió en agua con la mayor cantidad de tierra. Puesto que ellos sabían poco de química por esos días, él no pudo identificar los elementos específicos que causaban el crecimiento. Concluyó, por tanto, que el crecimiento de la planta era un resultado de ciertas substancias y minerales en el agua, contenidos en el "agua enriquecida", en lugar que simplemente del agua.

Por las décadas que siguieron a la investigación de Woodwards los fisiólogos de plantas europeos establecieron muchas cosas. Ellos demostraron que el agua era absorbida por las raíces de la planta, que atraviesa su sistema capilar y que escapa en el aire a través de los poros en las hojas. Descubrieron que la planta toma minerales tanto del suelo como del agua y que las hojas expulsan dióxido de carbono al aire. Demostraron también que las raíces de la planta toman oxígeno. Otros progresos fueron lentos hasta que otras técnicas de investigación más sofisticadas se desarrollaron.

La teoría de la química moderna, logró grandes adelantos durante los siglos XVII y XVIII revolucionando la investigación científica. Cuando las plantas fueron analizadas se determinó que están compuestas por elementos derivados del agua, tierra y aire.

Experimentalmente, Sir Humphrey Davy, inventor de la Lámpara de Seguridad, desarrolló un método para realizar la descomposición química por medio de una corriente eléctrica. Algunos de los elementos que constituyen la materia fueron descubiertos, y, era ahora posible para los químicos dividir un compuesto en sus partes constitutivas.

En 1792 el científico inglés Joseph Priestley inteligentemente descubrió que al colocar una planta en una cámara con un alto nivel de "Aire Fijo" (Dióxido de Carbono) ésta absorberá gradualmente el dióxido de carbono y emitirá oxígeno. Jean Ingen-Housz, unos dos años después, llevó el trabajo de Priestley un paso más allá y demostró que una planta encerrada en una cámara llena de dióxido de carbono podría reemplazar el gas con oxígeno en varias horas si la cámara se expone a la luz solar. Ya que la luz del sol no tenía efecto sobre el recipiente con dióxido de carbono, era cierto que la planta era la responsable de esta transformación notable. Ingen-Housz estableció que este proceso trabaja más rápidamente en condiciones de luz intensa, y que sólo las partes verdes de la planta estaban involucradas.

En 1804, Nicolas De Saussure publicó los resultados de sus investigaciones, indicando que las plantas están compuestas de minerales y elementos químicos obtenidos del agua, tierra y aire. En 1842 se publicó una lista de nueve elementos considerados esenciales para el crecimiento de las plantas.

Estas proposiciones fueron verificadas después por Jean Baptiste Boussingault (1851), un científico francés que empezó como mineralogista empleado por una compañía minera, y cambió su área de estudio a la química agrícola a principios de la década de 1850. En sus experimentos con medios de crecimiento inertes, alimentó plantas con soluciones en agua usando varias combinaciones de elementos puros obtenidos de la tierra, arena, cuarzo y carbón de leña (un medio inerte no presente en la tierra) a los cuales agregó soluciones de composición química conocida. Él concluyó que el agua era esencial para crecimiento de la planta proporcionando hidrógeno y que la materia seca de la planta consiste en hidrógeno más el carbono y oxígeno que provienen del aire. Él también estableció que las plantas contienen nitrógeno y otros elementos minerales, y obtienen todos los nutrientes requeridos de los elementos de la tierra que usó; pudo entonces identificar los elementos minerales y las proporciones necesarias para perfeccionar el crecimiento de la planta lo que fue un descubrimiento aún mayor.

En 1856 Salm-Horsmar desarrolló técnicas para el uso de arena y otros sustratos inertes, varios investigadores habían demostrado por ese tiempo que pueden crecer plantas en un medio inerte humedecido con una solución de agua que contiene los minerales requeridos por las plantas. El próximo paso era eliminar completamente el medio y cultivar las plantas en una solución de agua que contuviera estos minerales.

De los descubrimientos y avances en los años 1859 a 1865 la técnica fue perfeccionada por dos científicos alemanes, Julius Von Sachs (1860), profesor de Botánica en la Universidad de Wurzburg (1832-1897), y W. Knop (1861), químico agrícola; Knop ha sido llamado "El Padre de la Cultura del Agua."

En ese mismo año (1860), el profesor Julius Von Sachs publicó la primera fórmula estándar para una solución de nutrientes que podría disolverse en agua y en la que podrían crecer plantas con éxito. Esto marcó el fin de la larga búsqueda del origen de los nutrientes vitales para las plantas, dando origen a la "Nutricultura".

Técnicas similares se usan actualmente en estudios de laboratorio sobre fisiología y nutrición de plantas. Las primeras investigaciones en nutrición de plantas demostraron que el crecimiento normal de estas puede ser logrado sumergiendo sus raíces en una solución de agua que contenga sales de nitrógeno (N), fósforo (P), azufre (S), potasio (K), calcio (Ca), y magnesio (Mg), que se define actualmente como macroelementos o macronutrientes (los elementos requeridos en cantidades relativamente grandes). Con refinamientos extensos en técnicas de laboratorio y química, científicos descubrieron siete elementos requeridos por las plantas en cantidades relativamente pequeñas – los microelementos o elementos residuales. Éstos incluyen: hierro (Fe), cloro (Cl), manganeso (Mn), boro (B), zinc (Zn), cobre (Cu), y molibdeno (Mo).

Se estableció entonces la adición de químicos al agua para producir una solución nutriente que apoyaría la vida de la planta. En 1920 la preparación del laboratorio de "cultura de agua" fue regularizada y se establecieron los métodos para su correcto uso.

En años siguientes, investigadores desarrollaron muchas fórmulas básicas diversas para el estudio de la nutrición de las plantas. Algunos de los que trabajaron en esto fueron Tollens (1882), Tottingham (1914), Shive (1915), Hoagland (1919), Deutschmann (1932), Trelease (1933), Arnon (1938) y Robbins (1946). Muchas de sus fórmulas todavía se usan en investigaciones de laboratorio sobre nutrición y fisiología de las plantas.

El interés en la aplicación práctica de esta "Nutricultura" no se desarrolló hasta aproximadamente 1925 cuando la industria del invernadero expresó interés en su uso. Las tierras del invernadero tuvieron que ser  reemplazadas frecuentemente para superar problemas de estructura, fertilidad y pestes. Como resultado, los investigadores se dieron cuenta del uso potencial de la nutricultura para reemplazar la tierra convencional por los métodos culturales.

Antes de 1930, la mayoría del trabajo hecho sobre cultivos sin suelo se orientó al laboratorio para fines experimentales. Nutricultura, quimicultura, y acuicultura eran otros términos usados durante los años veinte para describir la cultura del cultivo sin suelo. Entre 1925 y 1935 tuvo lugar un desarrollo extenso modificando las técnicas de laboratorio de nutricultura a la producción de cosechas a gran escala.

A final de la década de 1920 e inicio de los años treinta el Dr. William F. Gericke de la Universidad de California extendió sus experimentos de laboratorio y trabajos en nutrición de plantas a cosechas prácticas en aplicaciones comerciales a gran escala. A estos sistemas de nutricultura los llamó "hidroponia" La palabra se derivó de dos palabras griegas, hidro, significando el agua y ponos que significan labor; literalmente "trabajo en agua." Su trabajo es considerado la base para todas las formas de cultivo hidropónico, aunque se limitó principalmente a la cultura de agua sin el uso de medio de arraigado.

Hidroponia se define ahora como la ciencia de cultivo de plantas sin el uso de tierra, pero con uso de un medio inerte, como arena gruesa, turba, vermiculita o aserrín al que se agrega una solución nutriente que contiene todos los elementos esenciales requeridos por la planta para su crecimiento normal y desarrollo. Puesto que muchos métodos hidropónicos emplean algún tipo de medio que contiene material orgánico como turba o aserrín, son a menudo llamados "cultivos sin suelo", mientras que aquellos con la cultura del agua serían los verdaderamente hidropónicos.

Hoy, la hidroponia es el término que describe las distintas formas en las que pueden cultivarse plantas sin tierra. Estos métodos, generalmente conocidos como cultivos sin suelo, incluyen el cultivo de plantas en recipientes llenos de agua y cualquier otro medio distintos a la tierra. - incluso la arena gruesa, vermiculita y otros medios más exóticos, como piedras aplastadas o ladrillos, fragmentos de bloques de carbonilla, entre otros. Hay varias excelentes razones para reemplazar la tierra por un medio estéril, se eliminan pestes y enfermedades contenidas en la tierra, inmediatamente. La labor que involucra el cuidado de las plantas se ve notablemente reducida.

Unas características importantes al cultivar plantas en un medio sin tierra es que permite tener más plantas en una cantidad limitada de espacio, las cosechas de comida madurarán más rápidamente y producirán rendimientos mayores, se conservan el agua y los fertilizantes, ya que pueden reusarse, además, la hidroponia permite ejercer un mayor control sobre las plantas, con resultados más uniformes y seguros.

Todos esto se hace posible por la relación entre la planta y sus elementos nutrientes. No es tierra lo que la planta necesita; son las reservas de nutrientes y humedad contenidos en la tierra, así como el apoyo que la tierra da a la planta. Cualquier medio de crecimiento dará un apoyo adecuado, y al suministrar nutrientes a un medio estéril donde no hay reserva de estos, es posible que la planta consiga la cantidad precisa de agua y nutrientes que necesita. La tierra tiende a menudo a llevar agua y nutrientes lejos de las plantas lo cual vuelve la aplicación de cantidades correctas de fertilizante un trabajo muy difícil. En hidroponia, los nutrientes necesarios se disuelven en agua, y esta solución se aplica a las plantas en dosis exactas en los intervalos prescritos.

Hasta las 1936, el cultivo de plantas en agua y la solución de nutriente era una práctica restringida a los laboratorios, donde fueron usados para facilitar el estudio del crecimiento de las plantas y sobre el desarrollo de la raíz.

El Dr. Gericke cultivó hidropónicamente verduras, incluso cosechas de raíz, remolachas, rábanos, zanahorias, patatas, y el cereal siega, frutas ornamentales y flores. Usando la cultura de agua en tanques grandes en su laboratorio en la Universidad de California tuvo éxito en tomates logrando plantas de hasta 7 metros de altura. Las fotografías del profesor de pie en una escalera recogiendo su cosecha aparecían en periódicos a lo largo del país. Aunque espectacular, su sistema era un poco prematuro para aplicaciones comerciales. Era demasiado delicado y requería supervisión técnica constante.

Fueron muchos los problemas que encontraron los "cultivadores hidropónicos" con el sistema de Gericke ya que exigía mucho conocimiento técnico e ingeniosidad. El sistema de Gericke consistía en una serie de comederos o cubetas sobre los cuales colocó en forma estirada una fina malla de alambre, esto envolvía a su vez una cubierta de paja u otro material; las plantas se pusieron en esta malla con las raíces hacia abajo en una solución de agua con nutrientes dentro de la cubeta.

Una de las dificultades principales con este método estaba asociada al suministro suficiente de oxígeno en la solución nutriente. Las plantas agotarían el oxígeno rápidamente, absorbiéndolo a través de las raíces, y por esta razón era indispensable que un suministro continuo de oxígeno fresco fuese introducido en la solución a través de algún método de aireación. Otro problema era apoyar las plantas para que las puntas de las raíces se mantuvieran en la solución.

La Prensa americana hizo sus demandas irracionales usuales, llamándolo el descubrimiento del siglo de la manera más escandalosa. Después de un periodo incierto en el que promotores poco escrupulosos intentaron cobrar por la idea vendiendo de puerta en puerta equipo inútil y materiales, una investigación más práctica fue hecha y pronto se estableció la hidroponia como base científica legítima para la horticultura, con el consecuente reconocimiento de sus dos ventajas principales: cosechas de alto rendimiento y de utilidad especial en regiones no cultivables del mundo.

En 1936, W. F. Gericke y J. R. Travernetti de la Universidad de California publicaron el registro del cultivo exitoso de tomates en agua y solución nutriente. Desde entonces varios entes comerciales empezaron a experimentar con las técnicas e investigadores, y, agrónomos de varias universidades agrícolas empezaron el trabajo de simplificar y perfeccionar los procedimientos. Se han construido numerosas unidades hidropónicas a gran escala, en México, Puerto Rico, Hawaii, Israel, Japón, India, y Europa. En los Estados Unidos, sin mucho conocimiento del público, la hidroponia se ha convertido en un gran negocio; más de 500 invernaderos hidropónicos han sido construidos y desarrollados.

Una aplicación de la técnica del Dr. Gericke pronto se demostró supliendo comida a las tropas ubicadas en islas no cultivables en el Pacífico al inicio de la década de 1940.

El primer triunfo ocurrió cuando Pan American Airways decidió establecer un centro de cultivos hidropónicos en la distante Isla Wake en medio del Océano Pacífico para proporcionar suministros regulares de verduras frescas a los pasajeros y tripulaciones de la aerolínea. Entonces el Ministerio Británico de Agricultura empezó a mostrar un interés activo por la hidroponia, especialmente desde que su importancia potencial en la Campaña "Cultivar-Más-Comida" (Grow-More-Food) durante la guerra (1939-1945) fue comprendida totalmente.

Al final de los años cuarenta, Robert B. y Alice P. Withrow trabajaban en la Universidad de Purdue y desarrollaron un método hidropónico más práctico. Ellos usaron arena gruesa inerte como medio de arraigado, inundando y drenando alternativamente la arena en un recipiente, dieron a las plantas el máximo tanto de solución nutriente, como de aire a las raíces. Este método se conoció después como el método de la arena gruesa o grava para hidroponia, a veces también llamado Nutricultura

En tiempo de guerra el envío de verduras frescas a las bases en el extranjero no era práctico, y una isla de coral no es un lugar para cultivarlas; con hidroponia resolvieron el problema.

Durante la Segunda Guerra Mundial, la hidroponia, usando el método de la arena gruesa, dio su primera prueba real como fuente viable para la obtención de verduras frescas para el ejército de los Estados Unidos.

En 1945 la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, resolvió el problema de proporcionar verduras frescas al personal, implementando la hidroponia a gran escala lo cual dio un nuevo ímpetu a esta cultura.

La primera de varias grandes granjas hidropónicas se construyó en la Isla de Ascensión en el Atlántico Sur. La base se usó como un lugar de descanso y suministro de combustible para la fuerza aérea de Estados Unidos, la isla era completamente estéril, entonces como era necesario albergar una fuerza grande allí para reparar aviones, toda la comida tuvo que ser traída por aire, había una necesidad crítica por las verduras frescas, y por esta razón se construyó la primera de muchas instalaciones hidropónicas establecidas por las fuerzas armadas de EEUU allí. Las plantas eran cultivadas en un medio de arena gruesa con la solución bombeada en un ciclo prefijado. Las técnicas desarrolladas en Ascensión se usaron más tarde en varias instalaciones en las islas del Pacífico como Iwo Jima y Okinawa.

En la Isla de la Estela, un atolón en el oeste de Océano Pacífico de Hawaii, normalmente incapaz de producir cosechas debido a la naturaleza estéril del terreno, impedía cualquier cultivo convencional. La fuerza aérea de EEUU. construyó allí pequeñas "camas de crecimiento" lo cual proporcionó 120 pies cuadrados de área cultivable. Sin embargo, una vez puesto en funcionamiento el sistema, el rendimiento semanal proporcionado era de 30 libras de tomates, 20 libras de judías verdes, 40 libras de maíz dulce y 20 cabezas de lechuga. El Ejército de EEUU también estableció camas de crecimiento hidropónico en la isla de Iwo Jima en donde empleó piedra volcánica aplastada como sustrato, con rendimientos similares.

Durante este mismo periodo (1945), el Ministerio Aéreo de Londres tomó pasos para comenzar cultivos sin suelo en la base del desierto de Habbaniya en Irak, y en la isla de Bahrein en el Golfo Pérsico, donde se sitúan campos petroleros importantes. En el caso del Habbaniya, un eslabón vital en comunicaciones aliadas, todas las verduras tenían que ser traídas a través de aire de Palestina para alimentar a las tropas estacionadas allí, lo cual resultaba muy costoso.

Tanto el Ejército Norteamericano como la Real Fuerza Aérea abrieron unidades hidropónicas en sus bases militares. Millones de verduras, producidas sin la tierra, fueron comidas por soldados aliados y aviadores durante los años de la guerra. Después de la Segunda Guerra Mundial los militares continuaron usando hidroponia. Por ejemplo, El Ejército de los Estados Unidos tiene una sección especial de hidroponia que produjo más de 8,000,000 lbs. de productos fresco durante 1952.

También establecieron una de las instalaciones hidropónicas más grandes del mundo, un proyecto de 22 hectáreas en Chofu, Japón. Durante muchos años, la práctica empleada era utilizar la llamada "Tierra Nocturna", la cual contenía excremento humano como fertilizante La tierra estaba muy contaminada con varios tipos de bacterias y amebas; y, aunque el japonés era inmune a estos organismos, las tropas no lo eran.

Una instalación de 55 acres, fue diseñada para producir verduras para fuerzas americanas de ocupación. Permaneció en funcionamiento durante más de 15 años. Las instalaciones hidropónicas más grandes en ese tiempo se construyeron en Japón usando el método cultural de la arena gruesa. Algunas de las instalaciones más exitosas han sido aquellas en bases aisladas en Guyana, Iwo Jima y la Isla de Ascensión.

Después del Segunda Guerra Mundial, se construyeron varias instalaciones comerciales en los Estados Unidos, la mayoría de éstas se localizaron en Florida y estaba a la intemperie, sujetas a los rigores del tiempo. Pobres técnicas de construcción y operación causaron que muchas de ellas fueran infructuosas y de producción incoherente. Sin embargo, el uso comercial de la hidroponia, creció y se extendió a lo largo del mundo en los años cincuenta a países como Italia, España, Francia, Inglaterra, Alemania, Suecia, la URSS e Israel.

Uno de los muchos problemas encontrados por los pioneros de la hidroponia fue causado por el hormigón usado para las camas de crecimiento. La cal y otros elementos afectaron la solución nutriente, además, la estructura de metal también fue afectada por los elementos en la solución. En muchos de estos primeros viveros se usó tubería galvanizada y depósitos metálicos, no sólo se vieron corroídos muy rápidamente sino que elementos tóxicos para las plantas se añadían a la solución nutriente.

A pesar de estos problemas el interés en la cultura hidropónica continuaba por varias razones: Primero no se necesitaba tierra, y una gran cantidad de plantas se podían cultivar en una área muy pequeña. Segundo al alimentar las plantas apropiadamente se lograba una producción óptima. Con la mayoría de las verduras se aceleró el crecimiento y, como regla, la calidad era mejor que la obtenida en verduras cultivadas en tierra. Los productos hidropónicos tenían vida de estante mayor, así como mayor calidad de almacenaje.

Muchas compañías petroleras y mineras construyeron grandes viveros en algunas de sus instalaciones en diferentes partes del mundo donde los métodos convencionales de cultivo no eran factibles. Algunas estaban en áreas desérticas con poca o ninguna lluvia, y otras estaban en islas, como en el Caribe, con poca o ninguna tierra apropiada para la producción de vegetales.

En el Lejano Oriente empresas norteamericanas tienen más de 80 acres dedicados a la producción de vegetales, para alimentar al personal de perforación en el desierto de varias compañías petroleras en la India Oriental, el Medio Este, las zonas arenosas de la Península árabe y el Desierto del Sahara; en áreas estériles, fuera de la Costa venezolana, en Aruba y Curazao, y en Kuwait los métodos sin suelo han encontrado inestimable valor para asegurar a los trabajadores alimento limpio, fresco y saludable.

En los Estados Unidos, existen cultivos hidropónicos comerciales extensos que producen grandes cantidades de alimentos, especialmente en Illinois, Ohio, California, Arizona, Indiana, Missouri y Florida, y se ha desarrollado notablemente esta cultura en México y las áreas vecinas de Centroamérica.

Además de los sistemas comerciales grandes construidos entre 1945 y los años sesenta, se hizo mucho trabajo en unidades pequeñas para los apartamentos, casas, y patios traseros, para cultivar flores y verduras, muchos de éstos no eran un éxito completo debido a factores como sustratos inadecuados, uso de materiales impropios, técnicas inadecuadas y poco o ningún control medioambiental.

Incluso por la falta de éxito en muchos de estos intentos muchos productores a escala mundial se convencieron de que sus problemas podrían resolverse. Existía también la convicción creciente que la perfección de este método de producción de alimentos era completamente esencial por la baja producción de los suelos y el aumento constante de la población mundial.

Estudios recientes han indicado que hay más de un millón de unidades hidropónicas caseras que operan exclusivamente en los Estados Unidos para la producción de alimentos. Rusia, Francia, Canadá, Sudáfrica, Holanda, Japón, Australia y Alemania están entre otros países donde la hidroponia está recibiendo la atención que merece.

Adicionalmente al trabajo realizado para desarrollar sistemas hidropónicos para la producción de verduras, entre 1930 y 1960 un trabajo similar se había dirigido a desarrollar un sistema para producir alimento para ganado y aves. Los investigadores determinaron que los granos de cereal podrían cultivarse muy rápidamente de esta manera. Usando granos como cebada, ellos demostraron que 5 libras de semilla pueden convertirse en 35 libras de alimento verde en 7 días. Cuando se utilizó como suplemento a las raciones normales, este alimento verde era extremadamente beneficioso para todos tipo de animales y pájaros. En animales productores de leche, aumentó el flujo de ella. En las porciones de alimento, la conversión fue mejor y se lograron ganancias a menos costo por la libra de grano. La potencia de machos para engendrado y la concepción en hembras aumentó rápidamente. La avicultura también se benefició de muchas maneras, la producción de huevos aumentó mientras el canibalismo, un problema constante para el avicultor, cesó.

El sistema desarrollado hasta este punto era capaz de producir de forma consistente; sin embargo, varios problemas se presentaron. Los primeros sistemas tenían poco o ningún control medioambiental, y sin el control de temperatura o humedad había una fluctuación constante en la proporción de crecimiento. Moho y hongos en los céspedes eran un problema constante. Se encontró que el uso de semilla desinfectada con un porcentaje de germinación alto era absolutamente esencial para lograr una buena cosecha.

No obstante, ante éstos y otros obstáculos, investigadores especializados continuaron trabajando para perfeccionar un sistema que podría producir alimentos continuamente. Con el desarrollo de nuevas técnicas, equipos, y materiales, llegaron a estar disponibles unidades virtualmente libres de estos problemas. Muchos de éstos están en uso hoy en día en ranchos, granjas, y parques zoológicos por el mundo.

La hidroponia no llegó a la India hasta 1946. En el verano de ese año las primeras investigaciones se iniciaron en la Granja Experimental de Kalimpong en el Distrito de Darjeeling (Gobierno de Bengala). Al principio varios problemas propios de este sub-continente tuvieron que ser enfrentados. Incluso un estudio superficial de los distintos métodos que estaban siendo utilizados en Gran Bretaña y en América los reveló como inapropiados para su utilización por la comunidad de la India. Varias razones fisiológicas y prácticas, en particular el aparataje caro y complicado requerido, fueron suficiente para prohibirla. Un nuevo sistema en el que la practicidad y simplicidad deberían ser las notas predominantes tendría que ser presentado si la hidroponia iba a tener éxito en Bengala o esa parte de Asia. Del esfuerzo empleado en la resolución cuidadosa de los problemas encontrados durante 1946-1947 se produjo el desarrollo del Sistema Bengalí de hidroponia que representó el fruto del trabajo realizado para cubrir los requerimientos indios. Un objetivo guió todos los experimentos llevados a cabo: despojar a la hidroponia de dispositivos complicados y poder presentarlo al pueblo de India y el mundo entero

como una manera barata y fácil de cultivar vegetales sin tierra. Actualmente en la India miles de familias cultivan sus vegetales esenciales en unidades de hidropónicas simples en azoteas o en traspatios. El Sistema de Bengalí hizo mucho más que probarse a sí mismo: demostró ser útil en las condiciones más adversas.

 EL PRESENTE

Con el desarrollo del plástico, la hidroponia dio otro paso grande adelante. Si hay un factor al que podría acreditársele el éxito de la industria hidropónica de hoy, ese factor es el plástico.

Como ya se mencionó, uno de los problemas más urgentes encontrado en todos los sistemas era la constante contaminación de la solución con elementos perjudiciales del concreto, medios de enraizado y otros materiales. Con el advenimiento de la fibra de vidrio y los plásticos, los tipos diferentes de vinilo, los polietilenos y muchos otros, este problema fue virtualmente eliminado. En los sistemas de producción que se construyen actualmente en el mundo se utiliza frecuentemente el plástico, esto incluye el reemplazo de válvulas de bronce lográndose eliminar el contacto del metal con la solución, incluso las bombas son recubiertas. Usando este tipo de materiales, junto con un material inerte como un medio de enraizado, el cultivador está bien encaminado al éxito.

Los plásticos libraron a los cultivadores de construcciones costosas como las "camas de concreto" y tanques usados anteriormente. Las camas se aíslan del sustrato cubriéndolas con una lámina de plástico, luego se llenan con sustrato u otro medio de crecimiento. Al desarrollarse las bombas, relojes de tiempo, tuberías de plástico, válvulas solenoides y otros equipos, el sistema hidropónico entero se puede automatizar, e incluso informatizar con el consecuente ahorro de capital y de costos operativos.

Una premisa básica para tener presente sobre la hidroponia es su simplicidad. Otro descubrimiento importante en hidroponia fue el desarrollo de un alimento para la planta completamente equilibrado. La investigación en esta área aún continúa, pero están disponibles muchas fórmulas listas para usar, la mayoría de ellas son completas, pero muy pocas, trabajan de forma consistente sin necesidad de adaptarlas para las diferentes fases de la cosecha. Hay también muchas fórmulas disponibles que pueden ser mezcladas por cualquier persona, pero el cultivador promedio prefiere descartar las fórmulas comerciales.

Además del progreso logrado con el uso del plástico y el definitivo aumento de la producción por a las mezclas nutrientes mejoradas, otro factor de gran importancia para el futuro de la industria es el desarrollo de hardware para el control ambiental de los invernaderos.

Inicialmente, la mayoría de los invernaderos usaban vapor para aumentar la temperatura; pero el costo del equipo requerido para su aplicación, no permitía en gran parte que pequeño productor entrara en este campo. Con el desarrollo de calentadores de aceite o gasolina, sin embargo, fue posible construir unidades más pequeñas, y el advenimiento de gases como butano y propano, han hecho posible la construcción de invernaderos en casi cualquier lugar.

Mejoras constantes en estos sistemas caloríficos, particularmente la introducción de ventiladores de alta velocidad y nuevos métodos para hacer circular aire caluroso a lo largo de un edificio, permitieron un mayor control al cultivador de la temperatura en el invernadero. Para instalaciones comerciales, en invernaderos más grandes, sin embargo, un sistema de caldera que use vapor o agua caliente sigue siendo el más barato. Ha habido también mejoras continuas en las técnicas y equipo para refrescar invernaderos de diferentes tamaños.

Además de un mejor y mayor control medioambiental, el uso de nuevos materiales como polietileno, películas de polyvinilo, y láminas de fibra de vidrio translúcidos introdujeron métodos completamente nuevos de construcción de invernaderos a bajo costo. Éstos dan una amplia gama de opciones al constructor para cubrir unidades de diferentes longitudes y han hecho posible muchas nuevas formas, tamaños, y configuraciones.

La combinación de control medioambiental y los sistemas hidropónicos mejorados han sido los principales responsables del crecimiento de la industria durante los últimos veinte años, y no hay duda que la hidroponia tendrá gran importancia en la alimentación del mundo en el futuro.

Como ejemplo de la necesidad de la hidroponia "en 1950 había un total de 3.7 millones de acres de tierra cultivada en los Estados Unidos. En ese momento la población en los Estados Unidos era de 150.718.000. En 1970 la extensión cultivada total en acres cayó a 3.2 millones y la población había crecido a 204.000.000. En los próximos 20 años, se estima que la población de los Estados Unidos crecerá a 278.570.000 un aumento de 79.000.000 de habitantes. Es difícil proyectar cuántos acres para producción se perderán durante ese tiempo"

La hidroponia se ha vuelto una realidad para cultivar bajo invernaderos en todos los climas. Grandes instalaciones hidropónicas existen a lo largo del mundo para el cultivo de flores y verduras. Por ejemplo, hay grandes complejos de invernaderos hidropónicos en funcionamiento en Tucson, Arizona (11 acres); Fénix, Arizona (aproximadamente 15 acres); y Abu Dhabi (más de 25 acres), esta instalación usa agua desalinizada del Golfo Pérsico. Los tomates y pepinos han demostrado ser las cosechas más exitosas. Las coles, rábanos, y frijoles instantáneos también han funcionado muy bien.

El valle de Salt River que rodea a Phoenix, Arizona, ilustra lo que sucede cuando la población crece en una área. El modelo de crecimiento del Valle de Salt River no sólo es característico de muchas áreas en los Estados Unidos, sino de todo el mundo. Los primeros colonos que entraron en esta área estaban buscando tierra buena y agua. Ambos estaban presentes allí. Después del Segunda Guerra Mundial, el excelente clima causó un boom poblacional. En 1950, dentro de los límites del Proyecto Salt River, había 239.802 acres de los que se evaluaron 225.152  como tierras agrícolas. Entre 1950 y 1960, estas tierras agrícolas disminuyeron en 37.795 acres. Hubo una disminución de 35.411 acres entre 1960 y 1970. Entre 1971 y 1973, ocurrió una pérdida adicional de 19.172 acres. En 23 años un total de 92.378 acres de tierra apta para la producción de cosechas se perdieron para siempre.

Con hidroponia no hay necesidad de tierra y sólo se requiere una quinta parte del agua de un cultivo convencional. Los productores hidropónicos del futuro usarán el techo de almacenes y otros edificios grandes para instalar sistemas comerciales. Un sistema así ha sido diseñado por los Deutschmann's Hydroponic Centers of St. Louis, y entró en funcionamiento en 1986. Allí se cosechan plantas de follaje tropical, usando hidrocultura. Sin embargo, los invernaderos de azoteas se usan solamente para la producción de verduras.

El proyecto se volvió una realidad en el otoño de 1986. A finales del verano de 1988, se tenía un total de 7 invernaderos en la azotea en producción completa en el área de St. Louis. Las ventas de la compañía de plantas de follaje tropical habían superado las expectativas con 433 plantas diarias vendidas en 1994. La sección de producción de verdura utiliza los invernaderos de azoteas e igualmente estaba en crecimiento cuando un evento infortunado, no relacionado con el negocio, obligó a la compañía suspender su funcionamiento temporalmente.

Hay amplio espacio en casi cualquier azotea. Los que se necesita además de este espacio es electricidad, combustible y agua. Sistemas construidos de esta manera tendrán la ventaja agregada de estar cerca del mercado, eliminando la necesidad de transportar el producto por largas distancias. Como el ambiente dentro de las instalaciones hidropónicas puede controlarse, estos sistemas pueden producir verduras todo el año casi en cualquier clima.

El sistema diseñado y construido en St. Louis demuestra que no hay duda alguna que ya existe la tecnología para construir tales sistemas haciéndolos económicamente factibles. Hay, sin embargo, otros sistemas caseros construidos o diseñados para tal fin que requieren espacios muy pequeños.

Hoy, la hidroponia es una rama establecida de ciencia agronómica, que ayuda a la alimentación de millones de personas; estas unidades pueden encontrarse floreciendo en los desiertos de Israel, Líbano y Kuwait, en las islas de Ceylon, las Filipinas, en las azoteas de Calcuta y en los pueblos desérticos de Bengala Oriental.

En las Islas Canarias, hay cientos de acres de tierra cubierta con polietileno apoyado por postes para formar una sola estructura continua que aloja tomates cultivados hidropónicamente. La estructura tiene paredes abiertas para que el viento prevaleciente pase y refresque las plantas. La estructura ayuda a reducir la pérdida de agua de las plantas por transpiración y las protege de tormentas súbitas. Estructuras como estas pueden usarse también en áreas como el Caribe y Hawaii.

Casi cada estado en los Estados Unidos tiene una industria de invernaderos hidropónicos sustancial. Canadá también usa extensivamente la hidroponia en el cultivo de cosechas de verduras en invernadero. Aproximadamente 90% de la industria de invernaderos en Columbia Británica, Canadá, usa la cultura del aserrín para superar los problemas relacionados con la estructura de la tierra y de pestes asociadas a la misma. La mitad del tomate en la Isla de Vancouver y un quinto del de Moscú son producidos hidropónicamente. Hay sistemas hidropónicos en Submarinos Nucleares Norteamericanos, en Estaciones Espaciales rusas y en plataformas de perforación en mar abierto. Los parques zoológicos grandes mantienen sus animales saludables con alimentos hidropónicos, y muchos caballos de raza se mantienen con césped producido de esta manera.

Hay sistemas grandes y pequeños usados por compañías e individuos en sitios tan lejanos como la Isla Baffin y Eskimo Point en el Ártico de Canadá. Los cultivadores comerciales están usando esta técnica maravillosa para producir comida a gran escala de Israel a India, y de Armenia al Sahara. En las regiones áridas del mundo, como México y el Medio Este, donde el suministro de agua fresca está limitado, están desarrollándose complejos hidropónicos combinados con unidades de desalinización para usar agua del mar como una fuente alternativa. Los complejos se localizan cerca del océano y las plantas son cultivadas en arena de playa. En otras áreas del mundo, como el Medio Este, hay poca tierra apta para cultivar debido al desarrollo de la industria del petróleo y el flujo subsecuente de riqueza, la construcción de instalaciones hidropónicas grandes para cultivar y alimentar a la población en estas naciones resulta muy valiosa.

VENTAJAS DEL CULTIVO POR HIDROPONIA:

  • Cultivos libres de parásitos, bacterias, hongos y contaminación.
  • Reducción de costos de producción.
  • Permite la producción de semilla certificada.
  • Independencia de los fenómenos meteorológicos.
  • Permite producir cosechas en contra estación                                
  • Menos espacio y capital para una mayor producción.
  • Ahorro de agua, que se puede reciclar.
  • Ahorro de fertilizantes e insecticidas.
  • Se evita la maquinaria agrícola (tractores, rastras, etcétera).
  • Limpieza e higiene en el manejo del cultivo.
  • Mayor precocidad de los cultivos.
  • Alto porcentaje de automatización.

EL SUSTRATO

Se denomina sustrato a un medio sólido inerte que cumple 2 funciones esenciales :

  • Anclar y aferrar las raíces protegiéndolas de la luz y permitiéndoles respirar.
  • Contener el agua y los nutrientes que las plantas necesitan.

Los gránulos componentes del sustrato deben permitir la circulación del aire y de la solución nutritiva. Se consideran buenos aquellos que permiten la presencia entre 15% y 35% de aire y entre 20% y 60% de agua en relación con el volumen total. Muchas veces es útil mezclar sustratos buscando que unos aporten lo que les falta a otros, teniendo en cuenta los aspectos siguientes :

  • Retención de humedad.
  • Alto porcentaje de aireación
  • Físicamente estable
  • Químicamente inerte
  • Biológicamente inerte.
  • Excelente drenaje
  • Poseer capilaridad
  • Liviano.
  • De bajo costo
  • Alta disponibilidad.

Los sustratos más utilizados son los siguientes : cascarilla de arroz, arena, grava, residuos de hornos y calderas, piedra pómez, aserrines y virutas, ladrillos y tejas molidas (libres de elementos calcáreos o cemento), espuma de poliestireno (utilizada casi únicamente para aligerar el peso de otros sustratos.), turba rubia, vermiculita.

EL RIEGO

En los cultivos hidropónicos es imprescindible el uso de un sistema de riego para suplir las necesidades de agua de las plantas y suministrarle los nutrientes necesarios. Los sistemas de riego que pueden utilizarse van desde uno manual con regadera hasta el más sofisticado con controladores automáticos de dosificación de nutrientes, pH y programador automático de riego.

Un sistema de riego consta de un tanque para el agua y nutrientes, tuberías de conducción de agua y goteros o aspersores (emisores).

El tanque debe ser inerte con respecto a la solución nutritiva y de fácil limpieza, mantenimiento y desinfección. El criterio para seleccionar el tamaño puede variar según el cultivo, localidad, método de control de la solución nutritiva, etc. Cuanto más pequeño sea , más frecuente será la necesidad de controlar su volumen y composición.

La ubicación del tanque dependerá de la situación del cultivo. En caso de regar por gravedad, deberá tener suficiente altura para lograr buena presión en los goteros, si se riega utilizando una bomba, el tanque puede ser subterráneo.

Las tuberías de PVC y mangueras de polietileno son las más económicas. El diámetro dependerá del caudal y longitud del tramo.

Sistemas de riego

     La elección de una u otra técnica de riego depende de numerosos factores como las propiedades físicas del sustrato, los elementos de control disponibles, las características de

     la explotación, etc.

     Desde el punto de vista del movimiento de agua en el sustrato, los sistemas de riego se pueden clasificar en dos grandes grupos, aporte de agua de arriba hacia abajo (goteo y   aspersión) o de abajo hacia arriba (subirrigación).

     En el primer caso, el movimiento del agua durante el riego está regido principalmente por la gravedad. En el segundo caso, este movimiento está regido por las fuerzas capilares.

     El sistema de riego y las características físicas del sustrato están estrechamente relacionados entre sí, y debe tenerse en cuenta uno cuando se elija el otro.

Abajo se especifican las características de los riegos mas utilizados actualmente en cultivo en contenedor. Básicamente el principio de funcionamiento y su uso son los siguientes:

a) Riego localizado o por goteo:

El riego localizado consiste en aplicar agua a cada maceta mediante un microtubo provisto de una salida de bajo caudal. Es uno de los métodos mas utilizados.

b) Riego por aspersión:

En este sistema el agua es aportada a una cierta altura sobre el cultivo y cae sobre el follaje. Es un sistema que se ha utilizado mucho pero que actualmente está en recesión.

c) Riego por subirrigación

La subirrigación es una técnica de riego que consiste en suministrar el agua a la base de la maceta. Este aporte se realiza mediante el llenado de agua de una bandeja donde están colocadas las macetas. El llenado se puede realizar bien por elevación de la lámina de agua de la bandeja (Flujo-reflujo) o haciendo fluir agua por unos canalones (Morel,1990). Es el método que se está implantando en los últimos tiempos.

Uno de los sistemas más ventajosos es el riego por goteo mediante el cual el agua es conducida hasta el pie de la planta por medio de mangueras y vertida con goteros que la deja salir con un caudal determinado. Mediante este sistema se aumenta la producción de los cultivos, se disminuyen los daños por salinidad, se acorta el período de crecimiento (cosechas más tempranas) y se mejoran las condiciones fitosanitarias.

En el riego por aspersión el agua es llevada a presión por medio de tuberías y emitida mediante aspersores que simulan la lluvia.

[1] United States Department of Agriculture and United States Department of Commerce.

 

 

Monica Correa Molnar


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