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UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLOGICA DE LIMA SUR FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL

“CULTIVO DE RABANITO EN UN SISTEMA ACUAPÓNICO A PARTIR DE LAS HECES DE LAS TILAPIAS (OREOCHROMIS) EN EL CAMPUS DE LA UNTELS”

TESIS PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE:

INGENIERO AMBIENTAL PRESENTADO POR OSORIO TABRAJ, Milagros J.

1

VALDEZ QUEQUEJANA, Davis L.

LIMA – PERU 2015

INDICE 1. DATOS GENERALES...........................................................................3

2.

1.1.

Carrera profesional......................................................................3

1.2.

Titulo......................................................................................3

1.3.

Autores del proyecto.....................................................................3

DISEÑO DE LA INVESTIGACION.........................................................4 2.1. Descripción de la situación problemática e identificación del Problema de Investigación.....................................................................................4 2.1.1. 2.2.

Descripción de la realidad problemática..........................................4

Antecedentes de la Investigación........................................................5

2.2.1.

Internacionales......................................................................5

2.2.2. Nacionales.......................................................................6 2.3.

Marco teórico.............................................................................8

2.3.1.

Definición de términos básicos.....................................................8

2.3.1.1.

Acuicultura.......................................................................8

2.3.1.2.

Hidroponía........................................................................8

2.3.1.3.

Acuaponía........................................................................8

2.3.1.4.

Sistema Acuapónico..............................................................9

2.3.1.5.

Rabanito (Raphanus sativus)...................................................9

2.3.1.6.

Tilapia (Oreochromis)..........................................................10

2.4.

Definición del problema de investigación.............................................11

2.4.1.

Problema general.................................................................11

2.4.2.

Problemas específicos.............................................................11

2.5.

Objetivos................................................................................11

2.5.1.

Objetivo general...................................................................11

2.5.2.

Objetivos específicos..............................................................12

2.6.

Justificación, límites y alcances........................................................12 2

2.6.1. 2.7.

Justificación de la investigación..................................................12

Hipótesis de la investigación...........................................................12

2.7.1.

Hipótesis general..................................................................12

2.7.2.

Hipótesis específicos..............................................................13

2.8.

Identificación y operacionalización de variables.....................................13

2.8.1. 2.9.

Operacionalización de variables.................................................13

Descripción del método de investigación..............................................14

2.9.1.

Tipo de investigación..............................................................14

2.9.2.

Diseño..............................................................................14

2.10.

Técnicas e instrumentos para recolección y procesamiento de información......15

2.10.1.

Técnicas de recolección de información..........................................15

2.10.2.

Presupuesto........................................................................15

2.10.3.

Cronograma.......................................................................16

3.

REFERENCIAS.............................................................................16

4.

ANEXOS.....................................................................................17

3

1. DATOS GENERALES 1.1.

Carrera profesional Ingeniería Ambiental

1.2.

Titulo “Cultivo de Rabanito en un Sistema Acuapónico a partir de las heces de las Tilapias (Oreochromis) en el campus de la UNTELS”

1.3.

Autores del proyecto  

2.

Osorio Tábraj, Milagros Jeniffer Valdez Quequejana, Davis Leoncio

DISEÑO DE LA INVESTIGACION

2.1.

Descripción de la situación problemática e identificación del Problema de Investigación

2.1.1.

Descripción de la realidad problemática Un Sistema Acuapónico aprovecha los desechos generados por los peces para nutrir a las plantas, que a su vez liberan el agua de estos compuestos haciéndola nuevamente disponible para los peces. Es por ello que la acuaponía aprovecha al máximo el agua, el espacio y los desechos generados, por lo que se convierte en una forma de producción sustentable para el medio ambiente. El principio general de la acuaponía es que los desechos producidos por los organismos en las unidades de cultivo son aprovechados por las plantas para su crecimiento y, por lo tanto, el agua es liberada de diversos sólidos, lo que representa un aumento en la calidad del agua. Los nitratos, que son los productos finales de la filtración biológica, representan la forma nitrogenada más utilizada por las plantas. Para entender cómo se transforman los nutrientes de la solución hay que remitirse al ciclo del nitrógeno. El nitrógeno se puede encontrar formando varias combinaciones químicas, además de cómo constituyente de moléculas orgánicas. Las que aquí nos interesan son: el amoniaco (NHз), el 4

amonio (NH4, forma iónica de carácter básico), el nitrito (NO2) y el nitrato (NO3, forma iónica de carácter ácido). Estas combinaciones se encuentran disueltas en el agua de los acuarios y pueden ser empleadas por las plantas, a excepción del nitrito, para la síntesis de sus proteínas. Esta actividad incrementa la rentabilidad de la granja acuícola, ya que la producción de vegetales con este sistema adquiere un valor comercial mayor al ser considerados como “productos ecológicos” (libres de químicos como pesticidas, fertilizantes, etc.), y no se tienen gastos extras por fertilizantes de plantas debido a que los nutrientes están contenidos en el flujo del agua que circula por el sistema. 2.2.

Antecedentes de la Investigación

2.2.1.

Internacionales Se ha encontrado las siguientes investigaciones sobre cultivos de hortalizas aplicando un Sistema Acuapónico (las cuales han sido tomadas como referencia) en el país de México, entre otros. Las cuales se presentan a continuación: 

KANCHI, Diego (2013) sustenta en la universidad Veracruzana, para obtener el grado de Licenciado en Biología, con la tesis titulada “Implementación de un Sistema Acuapónico urbano bajo invernadero en la ciudad de Xalapa, Ver”; en esta investigación se implementó un Sistema Acuapónico para la producción complementaria de alimentos en espacios urbanos restringidos, como una respuesta a la escasez de alimentos sanos libres de compuestos tóxicos, así como para contribuir a la economía familiar. En sus conclusiones manifiesta:

 Primero, “el Sistema Acuapónico implementado en este trabajo es viable para la producción complementaria de alimentos en espacios restringidos en zonas urbanas ya que logró producir proteína animal y hortalizas”.  Segundo, “el diseño empleado para el invernadero resultó ser eficiente en espacio y para el mantenimiento de las condiciones de cultivo”.

5

 Tercero, “los materiales de construcción son fáciles de adquirir y la construcción del nodo no tiene complicaciones económicas ni estructurales”. 

SILVA, Crhistian (2012) sustenta en el Instituto Tecnológico de Sonora, para obtener el grado de Maestro en Ciencias en Recursos Naturales, con la tesis titulada “Estudio para Evaluar el balance de masas de nutrientes y la Calidad de agua en un Sistema Experimental de Acuaponía”, en esta investigación se evaluaron los cambios en la calidad de agua y la distribución y balance de nutrientes en un sistema de acuacultura integrado para la producción de tilapias y plantas de chile. En sus conclusiones manifiesta:

 Primero, “la concentración creciente observada del Nitrógeno y Fósforo durante el experimento, no llegaron a representar niveles tóxicos para los peces”.  Segundo, “el estudio demuestra que el SIA generó condiciones favorables, principalmente para los peces que aprovecharon un alto porcentaje de los nutrientes acumulados”.  Tercero, “el balance de nutrientes revela que las tilapias pudieron asimilar el 41.6% del Nitrógeno y 65.8% del Fósforo del total de las entradas, niveles superiores registrados en los sistemas tradicionales de cultivo de tilapias”. 

REGALADO, José (2013) sustenta en la Universidad de Guanajuato, para obtener el grado de Maestro en Ciencias del Agua, con la tesis titulada “Diseño y Evaluación de un Sistema Acuapónico para la Producción de Animales Acuáticos y Plantas para Consumo Humano”, en esta investigación se evaluó la producción de tilapia y albahaca en un sistema de diseño original a pequeña escala, así como, su eficiencia energética y rentabilidad económica. En sus conclusiones manifiesta:

 Primero, “la producción de tilapia y albahaca en el sistema Acuapónico creado fue similar o mayor a lo reportado en otros sistemas de recirculación acuícolas y de producción convencional”.  Segundo, “el diseño original de sistema Acuapónico, mostró ser eficiente desde el punto de vista hidráulico y de gasto energético”. 6

 Tercero, “el sistema Acuapónico es biológicamente viable para el mantenimiento de organismos acuáticos y plantas, e incluso para la obtención de producción de biomasa para consumo humano”. 2.2.2.

Nacionales 

CALDERON, Helber (2012) sustenta en la Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión, para obtener el Título de Ingeniero Pesquero, con la tesis titulada “Cultivo Asociado de Tilapia roja (Oreochromis sp.) y lechuga (Lactuca sativa); libres de químicos, mediante la Acuaponía”, en esta investigación se evaluó la producción de lechuga bajo el sistema NFT (Nutrient Film Technique). En sus conclusiones manifiesta:

 Primero, “al final de la investigación presento resultados favorables, las tilapias obtuvieron una ganancia de 7.049 kg. de peso, en el caso de las lechugas una ganancia de 0.652 kg. de peso; con respecto a la alimentación que se obtuvo un ICA de 1.129.”  Segundo, “el sistema utilizado en la presente investigación nos ha permitido una reutilización del agua, aprovechándola al 100% ya que cumple con los principios de la acuaponía”. 

MORENO, Edinson (2014) sustenta en la Universidad Nacional de Trujillo, para obtener el título de Ingeniero Pesquero, con la tesis titulada “Sistema Acuapónico del crecimiento de lechuga, Lactuca sativa, con efluentes de cultivo de tilapia”, la investigación se realizó en un sistema Acuapónico de cinco tubos de PVC con capacidad de 50 lechugas, usando la técnica de solución nutritiva recirculante (NFT).

En sus conclusiones manifiesta:  Primero, “en el sistema Acuapónico pez-planta el crecimiento de L. sativa “lechuga” en el T1 fue mayor que el T2, obteniendo una longitud de hoja de 16,6cm y una longitud de raíz de 16,4 cm. En cuanto a los parámetros productivos la Tasa de crecimiento y Tasa específico de crecimiento fue mayor en el T1”.  Segundo, “se obtuvo el mayor crecimiento en peso fresco total y peso fresco económico registrándose valores promedio de 118,20 g/planta y 94,40 g/planta respectivamente”. 7

2.3.

Marco teórico

2.3.1.

Definición de términos básicos 2.3.1.1.

Acuicultura Es la actividad que permite obtener producción por medio del cultivo de organismos acuáticos. La mayor parte de los emprendimientos en acuicultura están basados en los cultivos de animales acuáticos sean estos invertebrados o vertebrados. Como organismos acuáticos, se consideran aquellos cuya reproducción depende fundamentalmente del agua. No todas las especies de organismos acuáticos pueden ser cultivadas y dentro de las que se conocen como potenciales para ello (más de 20.000) tampoco se disponen de todas las tecnologías para su cultivo y producción.

2.3.1.2.

Hidroponía La hidroponía es una ciencia que estudia la producción de cultivos sin tierra, usando un medio inerte, al cual se añade una solución de nutrientes que contiene todos los elementos necesarios para el desarrollo normal de la planta. En la hidroponía hay diferentes sistemas, pero en todos los principios es el mismo: las raíces de los cultivos reciben una solución nutritiva equilibrada de macro y micro nutrientes disueltos en el agua. El verdadero arte de la técnica es tener las soluciones de nutrientes adecuadas para cada cultivo en sus diferentes etapas.

2.3.1.3.

Acuaponía La Acuaponía es una mezcla entre acuicultura e hidroponía es decir es la actividad productiva que conjunta una producción de peces y plantas de valor comercial en un sistema de recirculación de agua. Este sistema aprovecha los desechos generados por los peces para nutrir a las plantas que a su vez liberan el agua

8

de estos compuestos haciéndola disponible nuevamente para los peces. Las plantas que se pueden adaptar al sistema de Acuaponía son

todas

aquellas

que

se

puedan

cultivar

hidropónicamente. Los peces que se pueden cultivar en la Acuaponía son peces medianos de agua dulce. Se puede decir que la Acuaponía no genera desecho alguno, pues el sistema es cerrado, el agua de los peces se circula a través del cultivo hidropónico y esta es regresada al estanque, tal vez queden algunos sedimentos el estanque pero estos a su vez se pueden remover con otros animales.

2.3.1.4.

Sistema Acuapónico Existen varios métodos que se pueden utilizar para lavar las raíces con la solución nutritiva en este caso solución con excretas de los peces.Dos métodos comúnmente usados que no utilizan sustrato son producción con raíces flotantes y NFT (Nutrient Film Technique). El sistema de raíz flotante es menos costoso, requiere menos trabajo y permite un uso más eficiente del agua comparado con el simple uso del agua para peces. El sistema NFT consiste en la circulación constante de una lámina delgada de solución nutritiva que fluye a través de las raíces del cultivo; no existe perdida o salida al exterior de la solución nutritiva, por lo que se constituye de un sistema cerrado

2.3.1.5.

Rabanito(Raphanus sativus) Los rábanos(Raphanus sativus) son plantas de la familia de las Crucíferas, también llamadas verduras de invierno, a la que pertenecen plantas tan importantes en la alimentación como los coles, el brócoli, la rúcula, y otras hierbas, como la rabaniza blanca. Actualmente son

verduras

ampliamente

cultivadas,

existiendo numerosas variedades, entre las que podemos 9

mencionar los rábanos blancos, los rojos y los negros, siendo estos dos últimos los que parecen presentar más propiedades para el organismo. Se dice que los rábanos constituyen el mayor remedio antiescorbútico y antienvejecimiento, la razón se encuentra en la gran cantidad de vitamina C que aportan. Además de la vitamina C, los rábanos contienen glucosinolatos,

otro

tipo

de

antioxidantes.

Los

glucosinolatosaportan un sabor ligeramente picante de estos vegetales y tienen propiedades protectoras contra ciertos tipos de cáncer.

2.3.1.6.

Tilapia (Oreochromis) Tilapia es el nombre genérico con el que se denomina a un grupo de peces de origen africano, pertenecientes al género Oreochromis. Las especies con interés comercial se crían en piscifactorías profesionales en diversas partes del mundo. Habitan mayoritariamente en regiones tropicales, en las que se dan las condiciones favorables para su reproducción y crecimiento. Sus extraordinarias cualidades,

como

crecimiento

acelerado, tolerancia a altas densidades poblacionales, adaptación al cautiverio y a una amplia gama de alimentos, resistencia a enfermedades, carne blanca de calidad y

10

amplia aceptación, han despertado gran interés comercial en la acuicultura mundial. Además, se están realizando algunas investigaciones de las propiedades que posee el colágeno presente en sus escamas, que tienen bajas cantidades de grasa. 2.4.

Definición del problema de investigación

2.4.1.

Problema general ¿De qué manera el Sistema Acuapónico, a partir de las heces de las Tilapias (Oreochromis) mejora la producción de Rabanitoen el campus de la UNTELS?

2.4.2.

Problemas específicos 

¿De qué manera el Sistema Acuapónico, a partir de las heces de las Tilapias (Oreochromis) mejora la calidad del Rabanito en el campus de



la UNTELS? ¿De qué manera el Sistema Acuapónico, a partir de las heces de las Tilapias (Oreochromis) mejora los componentes nutricionales del Rabanito en el campus de la UNTELS?

2.5.

Objetivos

2.5.1.

Objetivo general Implementar un sistema Acuapónico para mejorar la producción de rabanitos a partir de las heces de las tilapias (Oreochromis)en el campus de la UNTELS.

2.5.2.

Objetivos específicos 

Implementar un sistema Acuapónico para mejorar la calidad de rabanitos a partir de las heces de las tilapias (Oreochromis) en el campus de la UNTELS

11



Implementar un sistema Acuapónico para mejorar los componentes nutricionales de rabanitos a partir de las heces de las tilapias (Oreochromis) en el campus de la UNTELS.

2.6.

Justificación, límites y alcances

2.6.1.

Justificación de la investigación La Acuaponía se presenta como una alternativa viable, que se puede integrar a los sistemas de circulación cerrados en la acuicultura. Lo importante del proyecto es aprovechar adecuadamente el espacio y los recursos disponibles, además de que se aplique tecnologías sencillas, baratas, eficiente y amigable al medio ambiente, demostrando con ello que existen alternativas de producción que pueden hacer más redituable los sistemas de producción. La práctica de ésta representa también una alternativa para la reducción de costos y para la diversificación productiva de las unidades de acuicultura. Es por eso que es necesario explorar y adentrarse en el tema para poder explotar todos los benéficos que nos ofrece. Sin embargo, la técnica de la Acuaponía aún requiere de una mayor investigación para establecer procedimientos más asequibles a los pequeños productores acuícolas.

2.7.

Hipótesis de la investigación

2.7.1.

Hipótesis general Con la implementación de un Sistema Acuapónico se mejora la producción de Rabanito a partir de las heces de las Tilapias (Oreochromis) en el campus de la UNTELS.

2.7.2.

Hipótesis específicos 

Con la implementación de un Sistema Acuapónico se mejora la calidad del Rabanito a partir de las heces de las Tilapias (Oreochromis) en el campus de la UNTELS.

12



Con la implementación de un Sistema Acuapónico se mejoran los componentes nutricionales del Rabanito a partir de las heces de las Tilapias (Oreochromis)en el campus de la UNTELS.

2.8.

Identificación y operacionalización de variables

2.8.1.

Operacionalización de variables

VARIABLES

OPERACIONALIZACION DE VARIABLES DIMENSIONE INDICADORES INDICE S

EMPLEAR Caudal (m3/s) Área superficial (m2) Altura del sistema

Independiente X

Ambiente Acuapónico Sistema

Factores físicos

Acuapónico

químicos agua

de

(m) Temperatura Ph Oxígeno Disuelto (OD) Demanda bioquímica

Dependiente Y

de Oxígeno (DBO) Calidad

Producción de Rabanitos

Componentes nutricionales

Las heces de

Componentes

MÉTODO A

Tamaño Color Inocuidad Proteínas Glúcidos Calcio Fósforo Vitamina A Vitamina B Vitamina C Nitrógeno Amoniaco 13

las Tilapias

2.9.

nutricionales

Amonio Fósforo

Descripción del método de investigación

2.9.1.

Tipo de investigación Científica:La investigación es un proceso que incluye técnicas de observación, reglas para el razonamiento y predicción y procura obtener información que tenga un fundamento sólido ya sea teórico o experimental, para entender, verificar, corregir o aplicar el conocimiento.

2.9.2.

Diseño -Primero se procede con el armado de la cama de cultivo con medidas 50x100x10cm, luego hacerle un agujero en una esquina de la cama de cultivo para que el agua que fue regada para los cultivos sea depositada en un recipiente que nos servirá para realizar los análisis del agua. Luego se procederá a colocarlo en el armazón de medidas 54x104x150cm (largo*ancho*altura)

14

-Luego se procede a la implementación de la pecera con medidas 50x100x90cm (ancho*largo*alto)

-

Luego

a

la

cama

de cultivo se

le forra con un plástico con el fin de que la madera no llegue a absorber el agua; luego se le incorporara la grava que ha sido tamizada que fue un total de 85 kg.

-Se hace las instalaciones de la bomba de aireación, bomba de agua, timer, termómetro, tubos y el recipiente que será deposito del agua que analizaremos.

15

Luego de haber instaladolos instrumentos correctamente, se procederá a la incorporación de los alevines a la pecera y el sembrado de las semillas de rabanitos a 1 cm de distancia con referencia al nivel de la grava.

2.10.

Técnicas instrumentos recolección

e para y

procesamiento de información. 2.10.1.

Técnicas de recolección de información. Nuestras fuentes de información son las diferentes páginas de interneten las cuales hay informes, antecedentes de otros proyectos en diferentes países.

2.10.2.

Presupuesto

16

CANTIDA

PRESUPUESTO MATERIALES

PRECIO TOTAL

D 1 1 1 1 1 1 1 1 50 50 2

m 3 arena gruesa( grava)

40 soles 220 soles 175 soles 40 soles 15 soles 50 soles 5 soles 2 soles 50 soles 10 soles 100 soles

3 2

Metros de manguera Mangueras de regadío

15 soles 20 soles

Cama de cultivo Bomba de agua Bomba de aireación Timer Termómetro Armazón (soporte) plástico Recipiente Alevines semillas

100 x m3

Días entre siembra cosecha:

28

Días entre siembra trasplante:

0

Distancia entre hileras:

12 cm

Distancia entre plantas:

6 cm

Duración de cosecha:

7

Epoca de siembra:

Todo el año

Nombre científico:

Raphanus sativum

Plantas por metro cuadrado:

139

No. semillas por gramo:

95

17

Tipo de siembra:

2.10.3.

activida des

Directa

Cronograma

seman as

1ra semana 2da semana

Compra de materiales para nuestro invernadero. Construcción del invernadero

3ra semana 4ta semana

Implementación de los demás artículos (bombas, timer, tuberías, etc.) 18

5ta semana

Compra de alevines y semillas de rabanito e

6ta semana

incorporación de los mismos Examinación de indicadores químicos del agua en el laboratorio.

3.

4.

REFERENCIAS 

http://www.academia.edu/7882396/Tesis_Regalado_Arreola_2013_Dise

 

%C3%B1o_y_Evaluaci%C3%B3n_Sistema_Acuapon%C3%ADa http://biblioteca.itson.mx/dac_new/tesis/322_silva_crhistian.pdf http://www.gestiopolis.com/acuaponia-como-estrategia-del-desarrollo-



sustentable/ http://tesis.bnct.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/13077/1/Sheila



%20Guadalupe%20Rubio%20Cabrera.pdf http://www.ucol.mx/revaia/anteriores/anteriores/2005/VOL.1/Evaluacion

 

%20de%20un%20sistema%20experimental%20de%20acuaponia.pdf http://ri.uaq.mx/bitstream/123456789/1060/1/RI000568.pdf http://julianpaola.jimdo.com/mi-tesis/marco-teorico/

ANEXOS

19

20