Buscando la simplicidad y la eficiencia en el cultivo hidropónico de alimentos, diseñé y construí el jardín hidropónico alimentado por gravedad (GFHG). El jardín no utiliza una entrada eléctrica (p. ej., bomba, temporizador, aireador, iluminación) que normalmente se encuentran en los sistemas hidropónicos altamente automatizados. En cambio, el GFHG elimina estas entradas con una válvula de flotador pequeña y económica. Lo que sigue es una descripción de los componentes del sistema, su construcción y funcionamiento, los resultados de una prueba inicial del rendimiento del sistema, cómo se administra el sistema y una breve discusión de sus ventajas y desventajas.

Componentes del GFHG

_{ilustración 1. El sistema de jardín hidropónico de alimentación por gravedad} El GFHG tiene tres componentes principales: (1) una serie de 16 cubos de cultivo (GB) de 5 galones, opacos e interconectados, llenos de una mezcla de perlita y turba; (2) dos cubos de control (CB) de cinco galones, cada uno con una válvula de flotador para regular el nivel de solución nutritiva en los GB; y (3) un depósito de 27 galones de solución nutritiva conectado a cada uno de los CB. El jardín está dividido en dos partes separadas pero iguales. La Figura 1 muestra la configuración inicial de un lado del sistema con plantas de repollo, tomate, berenjena, pimiento y calabaza.

Construcción del GFHG

El primer paso para construir el GFHG es crear los GB. Este contiene: (1) Perforación de orificios en la base de los GB para insertar tubería de polietileno de media pulgada para conectar los cangilones con accesorios de PVC; (2) insertar una pantalla de pintura de tela de cinco galones en cada GB para mantener el sustrato en su lugar; (3) Llenar los GB con aproximadamente 9 litros de solución nutritiva; y (4) Rellene los GB con una mezcla de perlita/turba (u otro medio de cultivo adecuado) hasta unas tres o cuatro pulgadas desde la parte superior. La solución nutritiva se filtra lentamente para humedecer el sustrato y puede hacer que se compacte y se hunda un poco más. El GB está listo para plantar cuando el sustrato se siente ligeramente húmedo al tacto en o justo debajo de la superficie.

_{Izquierda – Figura 2a. conjunto de válvula de flotador | Derecha – Figura 2b. conexión del contenedor} La preparación de los CB se muestra en la Figura 2a, el montaje de la válvula de flotador y su colocación en el CB aproximadamente a 4-5 pulgadas del fondo, y en la Figura 2b, su conexión al depósito de nutrientes. El paso final es conectar todos los cangilones con tubería de polietileno y válvulas de bola.

La disposición del sistema en una configuración cuadrada minimiza el espacio entre los GB y la distancia que debe recorrer el flujo de nutrientes desde el depósito. Las semillas se pueden sembrar directamente en el sustrato con riego ligero para facilitar la germinación. Una segunda opción es cultivar plántulas en macetas de red y/o iniciadores de semillas (por ejemplo, cubos de lana de roca, gránulos de arcilla, etc.) y luego trasplantarlos al GB.

operación del sistema

A medida que las plantas crecen y absorben nutrientes en los GB, el nivel de solución nutritiva en los dos CB comienza a disminuir. Esto abre la válvula de flotador, que libera los nutrientes del depósito al CB por gravedad y los distribuye a los GB según sea necesario. Cuando los CB alcanzan el punto en el que las plantas ya no necesitan extraer nutrientes, la válvula de flotador se cierra. La acción de la válvula de flotador mantiene una cantidad aproximadamente constante e igual de solución nutritiva en los GB. El sistema se regará solo hasta que se agote la solución nutritiva del depósito y sea necesario volver a llenarlo.

velocidad del sistema

_{Izquierda – Figura 3a. Tomates | Centro – Figura 3b. repollo | Derecha – Figura 3c. Apretar} El primer conjunto de cultivos sembrados y cosechados en el sistema incluía tomates, repollo y calabaza cultivados en condiciones climáticas típicas durante la primavera y principios del verano en el sur de California, como se muestra en las Figuras 3a, 3b y 3c. El sistema funcionó casi a la perfección. Una de las dos válvulas de flotador se ha obstruido con algas acumuladas en el depósito. La parte superior amarilla del depósito permitió que la luz del sol penetrara en la solución de nutrientes y creara una fina capa de algas en la superficie.

Este problema se solucionó colocando una pieza de plástico negro debajo de la tapa amarilla. Por lo demás no hubo fallas mecánicas.

administración y mantenimiento

GFHG trabajó de forma autónoma hasta que llegó el momento de cosechar y preparar los GB para la replantación. Esto fue hecho por (1) Cerrar las válvulas de bola en ambos lados de un GB, (2) Desconectar el tubo de polietileno para permitir que se drene el nutriente gastado, (3) extraer la planta del sustrato y (4) Vaciar el sustrato restante del interior de la red de pantalla en un contenedor. Luego deje secar el tamiz, saque la masa de raíces y reutilícela al igual que el sustrato. Después de preparar un nuevo GB, vuelva a conectarlo al resto del sistema.

Ventajas y desventajas

Con respecto a la cantidad y calidad del rendimiento, el GFHG ya superó las expectativas en el primer intento. El GFHG es más adecuado para cultivos de “alimentación pesada” (por ejemplo, tomates, repollo, brócoli, coles de Bruselas, etc.). Puede utilizar diferentes sustratos como perlita, turba, grava arcillosa, piedra pómez, fibra de coco o varias mezclas de estos elementos para personalizar y crear el entorno de crecimiento óptimo para sus plantas. Un sistema de autorriego que no dependa de dispositivos de entrada eléctrica es rentable, confiable y duradero, siempre que el tamaño del depósito de nutrientes sea lo suficientemente grande para acomodar la cantidad y el tipo de plantas a lo largo de su ciclo de crecimiento. En ese último punto, a medida que más plantas avanzaban hacia etapas posteriores de su crecimiento, quedó claro que el nutriente en el depósito de 27 galones se agotó con bastante rapidez, lo que requirió recargas casi semanales. Claramente se requería un tanque de nutrientes más grande (es decir, un tambor de 42 galones) para extender la operación del sistema sin intervención.

Hay otros dos problemas notables con el GFHG 🙁1) control del pH; y (2) manejo de nutrientes. Medir y ajustar regularmente el pH de la solución nutritiva son tareas fundamentales para una jardinería hidropónica exitosa. Las correcciones de pH en los sistemas de reciclaje son muy eficientes y producen resultados inmediatos. El equilibrio de nutrientes en el GFHG ocurre muy lentamente, ya que solo se reemplazan pequeñas cantidades de nutrientes en cada uno de los GB en un momento dado.

Se han desarrollado varias formulaciones de nutrientes para promover el crecimiento óptimo de las plantas en diferentes etapas del ciclo de crecimiento de una planta: raíces sanas (Etapa 1); masa foliar (etapa 2) y fructificación (etapa 3). Diferentes plantas crecen a diferentes velocidades y maduran en diferentes momentos.

El GFHG descrito aquí ha producido nueve especies de cultivos diferentes con diferentes tiempos de siembra y cosecha. En esta configuración, el uso de un nutriente de varias partes sería poco práctico e ineficaz.

Conclusión
Un GFHG aborda el creciente mercado de costosas unidades hidropónicas domésticas con características automatizadas de iluminación, ventilación, riego y monitoreo del agua diseñadas para mejorar la eficiencia y la facilidad de operación para el cultivo de plantas pequeñas. Hay una gran diferencia entre los dos tipos de sistemas. Los sistemas fabricados ganan su eficiencia y simplicidad a través de la automatización, mientras que un GFHG logra su eficiencia y simplicidad a través de la eliminación de la automatización. Un jardín hidropónico de riego automático y alimentado por gravedad puede ser una opción atractiva para la hidroponía al aire libre en el hogar, ya que reduce los costos de funcionamiento, amplía la variedad de plantas y elimina los posibles problemas mecánicos y/o eléctricos asociados con los jardines altamente automatizados.