Diseño y evaluación de una mini-fábrica de plantas: eficiencia hídrica, nutricional y energética bajo distintos fotoperiodos y velocidades de flujo de aire

Abstract

La creciente demanda en alimentos ha impulsado el desarrollo de sistemas de producción sustentables enfocados al uso eficiente de recursos y a una reducción en la emisión de contaminantes. En este sentido las PFALs (Plant Factories with Artificial Lighting) juegan un papel esencial, ya que son sistemas de cultivo en ambiente controlado que permiten una producción intensiva y estable con una mayor eficiencia en el uso de recursos mediante el control preciso de los factores ambientales. En este trabajo se diseñó un módulo mini-PFAL orientado a la producción de lechuga (Lactuca sativa L. var. francesa) adaptado para entornos urbanos en donde no se tienen las condiciones para establecer algún tipo de cultivo. Se realizaron experimentos para evaluar el efecto de diferentes velocidades de flujo de aire (0.0, 0.5, 0.9, y 1.4 m s-1) sobre el cultivo, además de distintos fotoperíodos con la mismo Integral de luz diaria (DLI), pero dividido en subperiodos (16h/8h, 5h 20 min /2h 40 min, 8 h/4h, luz/oscuridad) sobre rendimientos, uso de recursos (agua/energía) y contenido nutrimental en hoja (N, P, K, Ca, Mg, B). El módulo tiene una capacidad de 81 con un costo de producción de $15 MXN por cada planta; el costo total de fabricación únicamente de materiales y componentes fue de casi $26 mil MXN. Los resultados indican que proporcionar un flujo de aire a una velocidad entre 0.9 a 1.4 m s-1 sobre el dosel de la planta mejora los rendimientos en promedio un 18 % con respecto a un flujo nulo; El fotoperíodo correspondiente a 8h/4h favoreció un aumento del 17.66 % en área foliar y 25.25 % en peso fresco con respecto a 16h/8h. El trabajo demostró la viabilidad técnica del módulo mini-PFAL como herramienta de investigación y producción urbana, y plantea recomendaciones para optimizar su viabilidad económica.