Hidroponía en recirculación por multi-banda plástica

RESUMEN

NGS® es un sistema de cultivo hidropónico en recirculación que permite el cultivo de una amplia variedad de especies, incluyendo todas las hortícolas de importancia económica.

La multibanda es el elemento central del sistema. Compuesta por diferentes capas o “bandas” de polietileno, superpuestas y soldadas por los laterales, estas bandas, se encuentran estratégicamente troqueladas para posibilitar la circulación de agua entre los distintos niveles y el adecuado desarrollo de las raíces de las plantas cultivadas. Al mismo tiempo, el agua no absorbida por el cultivo, es conducida al lugar de almacenamiento de partida para su reutilización.

El sistema NGS, es una alternativa al cultivo tradicional de especial interés para zonas de cultivo intensivo y con escasez de agua, que posibilita el cultivo en suelos pobres. La recirculación de la solución nutritiva permite un ahorro de agua y fertilizantes. A estas ventajas se suma la ausencia de sustrato lo que facilita el manejo del cultivo y supone un ahorro importante para el productor.

1. INTRODUCCIÓN.

NGS fue creada en el año 1991 por un grupo de personas directamente ligadas al mundo agrícola y con grandes inquietudes para mejorar la agricultura hortícola y en particular la almeriense.

Tabla 1. Resumen de los acontecimientos más significativos que se han producido desde el nacimiento del sistema NGS® hasta la fecha.

Tras unos primeros años de intensa investigación y experimentación, NGS consiguió desarrollar su propio sistema de cultivo, el sistema recirculante NGS, el cual fabrica y distribuye desde sus instalaciones en Pulpí, Almería.

Hoy en día, la empresa New Growing System se encuentra en un proceso de expansión, con proyectos en diferentes países y procesos de apertura y adaptación de nuevos mercados en otros países.

1.1. Sistema NGS.

El sistema NGS® se basa en la circulación de una solución nutritiva (SN), por el interior de un conjunto de bandas de polietileno (PE) colocadas una dentro de otra de tal forma, que la solución nutritiva, después de recorrer un tramo más o menos largo según los diferentes modelos, pasa de una a otra banda, por medio de unas perforaciones dispuestas en la parte inferior o en las caras laterales de las bandas interiores.

Desde el momento en que la solución nutritiva es liberada por el sistema de riego, hasta que alcanza la última banda (colectora), estamos poniendo a disposición de las raíces todos los elementos indispensables para la nutrición de las plantas, agua, nutrientes y oxígeno.

Al mismo tiempo, la SN realiza una segunda función, que es la retirada de los iones no asimilados o los compuestos excretados por las raíces que se encuentran en la capa  límite que rodea dichas raíces (rizosfera), contribuyendo a renovar los gases que participan en la respiración radical (O₂ y CO₂). En caso de emplear una SN caliente (invierno) o refrigerada (verano), la SN también facilita el intercambio de calor con el sistema radical.

Las raíces, una vez han superado el cepellón en el que se encuentran cuando se realiza el trasplante, alcanzan la primera capa interior, desde donde son guiadas por el movimiento del agua a favor de la pendiente de la banda, hasta la perforación más próxima que les permite descender a la capa inferior. Este proceso, se repite tantas veces como capas interiores tenga la multi-banda, de este modo, el sistema se adapta fácilmente a diferentes cultivos. Se basa en la circulación de una solución nutritiva (SN), por el interior de un conjunto de bandas de polietileno (PE) colocadas una dentro de otra de tal forma, que la solución nutritiva, después de recorrer un tramo más o menos largo según los diferentes modelos, pasa de una a otra banda, por medio de unas perforaciones dispuestas en la parte inferior o en las caras laterales de las bandas interiores.

2. MATERIAL Y MÉTODOS.

2.1. La multi-banda.

El elemento fundamental del sistema NGS® es la multi-banda de cultivo. Tras su registro en 1991 (Patente: 2.221.636/7), actualmente se presenta bajo diferentes modelos, cada uno de los cuales está pensado para atender de forma específica las necesidades particulares de los cultivos para los que se recomienda.

La multi-banda NGS® (Figura 1), está formada por varias capas de polietileno que presentan colores, tamaños y espesores diferentes.

Figura 1. La multi-banda.

Las capas exteriores de la multi-banda tienen un espesor de 600 galgas (150 µm) y son de color blanco por su cara externa (estabilizada contra la radiación UV), para aumentar la  radiación solar en cultivos realizados durante la época invernal y negro por la interior; las restantes capas tienen un espesor de 300 galgas (75 µm) y son de color negro por ambas caras, para evitar la llegada de luz a las raíces y la proliferación de algas.

Las capas interiores van perforadas de diferentes maneras. La forma y la posición relativa de estas perforaciones (Figura 2) varía según el tipo de cultivo, lo que permite optimizar el crecimiento de la raíz y la absorción de agua y nutrientes, sin comprometer su aireación.

Figura 2. Troqueles.

Básicamente se distinguen tres tipos de multi-banda: la multi-banda de tres capas, la multi-banda de cuatro capas y la multi-banda doble o “duo”.

Figura 3. Modelos y dimensiones de la multi-banda.

2.2. Soportes.

Sirven para dar rigidez y apoyo a la multi-banda, para ello NGS dispone de diferentes tipos de soportes (piezas metálicas) según la función que cada uno de ellos deba cumplir así como para el tipo de cultivo que se vaya a realizar.

Distinguimos dos tipos de soporte según la función que desempeñan, los que proporcionan rigidez y los que sirven de apoyo.

Los soportes que proporcionan rigidez a la multi-banda son armazones metálicos fabricados con barras de acero corrugado que se colocan alrededor de la multi-banda y la sirven como soporte y protección, estos soportes reciben el nombre de celosias. Estas tienen diferentes medidas según el tipo de multi-banda que se utilice en función del cultivo que se vaya a realizar.

Figura 4. Celosía.

En cuanto a los soportes de apoyo, son piezas metálicas fabricadas en acero, que sirven para situar y fijar las líneas de multi-banda o líneas de cultivo al terreno. NGS dispone de diferentes tipos según el cultivo para el que vayan destinado, así tenemos soportes M para tomate, pimiento, pepino, etc., es decir cultivos de gran porte, banquetas de 5 o 6 ríos para lechuga, acelga, espinaca, etc., cultivos de pequeño porte, soportes de 2 o 3 ríos y sistema oscilante especialmente indicado para cultivo de fresa.

Figura 5. Diversos soportes para la fijación de las líneas de cultivo.

2.3. Riego.

NGS®  utiliza un sistema de riego que permite planificar el “riego a la demanda”, basado en la medida del consumo instantáneo del cultivo, mediante la instalación de dos contadores volumétricos, uno a la entrada de la tubería de PE que conduce la SN al sistema NGS®  y otro a la salida de una línea de cultivo estándar.

Un pequeño controlador permite calcular la diferencia entre las lecturas mostradas por ambos contadores y en función del tiempo transcurrido, el consumo instantáneo; de este modo, en función del valor obtenido, se puede determinar la apertura o cierre de la electroválvula de riego asociada al sector que se desea controlar.

Aplicar riegos intermitentes, con cortes más o menos prolongados según la época del año y la hora del día, contribuye a mejorar la producción y la calidad de la cosecha obtenida. El riego intermitente, debido a la mejor oxigenación que ofrece a las raíces, no sólo permite un considerable ahorro de energía eléctrica, agua y fertilizantes, sino que contribuye a mejorar la absorción de nutrientes durante el período de circulación.

2.4. Características del sistema de riego NGS.

De forma similar a otros sistemas hidropónicos que trabajan en circuito cerrado, el Sistema NGS®  requiere de una instalación de riego (Fig. 6) compuesta por los  siguientes elementos:

- Red de tuberías que conducen la solución nutritiva desde el cabezal de riego hasta las plantas.
- Red de tuberías de drenaje, que retornan la solución nutritiva hasta el depósito de recepción.
- Depósito de recepción, situado junto al grupo de impulsión.
- Cabezal de riego, situado en el propio invernadero o en una instalación complementaria.

Figura 6

El cabezal de riego básicamente estará formado por los siguientes elementos (Figura 7):

- Entrada de agua de riego;
- Controlador;
- Depósitos para aporte de fertilizantes concentrados o solución fertilizante (ácido/base);
- Grupo de impulsión;
- Estación de filtrado;
- Tubería de aportación de fertilizantes al depósito de recepción;
- Tubería de alimentación del cultivo;
- Sensores de pH y CE;

Figura 7.

3. RESULTADOS.

3.1. Oxígeno disuelto en el agua.

La presencia de este elemento en el agua es fundamental para el correcto desarrollo de las raíces de las plantas. En situaciones de anoxia, el desarrollo radicular comienza una degradación prematura de las raíces, llegando, es casos extremos, a provocar la muerte de las plantas antes de culminar su ciclo productivo. Las enfermedades que atacan a las raíces, penetran con gran facilidad por las heridas ocasionadas por la falta de oxígeno disuelto en el agua de riego.

Empleando el Sistema NGS, la oxigenación se consigue de forma natural, gracias a las diferentes láminas por las que debe fluir el agua de riego antes de ser recolectada por la última capa. Este efecto de “cascada” natural es el responsable de mantener en el agua de riego los niveles mínimos admisibles de oxígeno disuelto para evitar situaciones de stress y por tanto, garantizar el suministro de este gas para el adecuado desarrollo de las raíces que siguen el flujo del agua reflejado en la figura 8.

Es esta la diferencia más novedosa con respecto a otros sistemas de cultivo, ya que evitan la proliferación de enfermedades sin emplear métodos caros y agresivos para desinfectar la solución nutritiva recirculante.

Figura 8.

Para reconducir la SN a la capa superior de la multi-banda se genera un salto (Figura 9) en la línea de cultivo que también contribuye a la oxigenación de la SN.

Figura 9. Perfil de línea de cultivo.

En algunos cultivos, existe la opción de utilizar cinta de riego o líneas de goteros, para aportar SNR con el contenido óptimo de oxígeno a lo largo de toda la línea de cultivo.

Es importante a la hora de dimensionar el riego, tener en cuenta la solubilidad del oxígeno según la temperatura (Figura 10).

Figura 10. Curva de solubilidad del oxígeno.

Diferentes cultivos tendrán distintos requerimientos de oxígeno a nivel radicular (Tabla 2), lo que determina el sistema de riego y el diseño de la multi-banda.

3.2. Consumo de agua.

El Sistema NGS es un método de cultivo recirculante, por lo que conviene resaltar las ventajas que esto conlleva:

- Ahorro de agua.
- Ahorro de fertilizantes.
- Menor contaminación de acuíferos.

A continuación veremos un caso real donde se pone de manifiesto el ahorro de agua obtenido gracias al empleo del Sistema NGS.

Autor: V. Sesma Abad.
Cultivo: Fresa.
Variedad: Candonga.
Campaña: 2002-2003
Localidad: Lepe/Palos de la Frontera, Huelva, España.

Datos suelo:

Figura 11.

Tabla 3. Consumo de agua en una superficie de 1 ha con cultivo de fresa "cadonga" en suelo

Tabla 4. Consumo de agua en una superficie de 1 ha con cultivo de fresa "cadonga" en suelo.

Figura 12.

4. DISCUSIÓN.

Actualmente se está comercializando el sistema NGS en diferentes países, para una amplia gama de productos entre los que cabe resaltar:

- Hortícolas como lechuga, tomate, pimiento, sandía, melón, judía, pepino, etc.

Figura 13.

- Ornamentales como rosas, crisantemo, clavel, gerbera, etc.

Figura 14.

- Aromáticas como rúcula, albahaca, tomillo, romero, etc.

Figura 15.

- Frutales como fresa y otras berries “frambuesa, arándano, etc”.

Figura 16.