La hidroponía – el niño del cartel del movimiento de la agricultura urbana – se basa en la idea de cultivar plantas sin tierra, pero suspendiendo sus raíces en soluciones nutritivas.

Producir alimentos de esta manera requiere un 95% menos de agua, productos químicos y pesticidas y que una granja basada en la tierra y es 2-4 veces más eficiente en cuanto al espacio. Por no mencionar el hecho de que está diseñado para cultivar alimentos en interiores y en las ciudades, lo que significa que si usted vive en zonas con inviernos mortales, básicamente puede obtener productos frescos en su propia sala de estar durante todo el año. Esto, a su vez, tiene aún más efectos secundarios en términos de apoyo a la economía local, reducción de las emisiones del transporte y disminución de los residuos materiales.

En definitiva, la hidroponía tiene un gran potencial para alimentar a nuestras ciudades en crecimiento en las próximas décadas. No es un sustituto de la agricultura terrestre, pero en algunas circunstancias tiene más sentido.

Pero lo que no tiene sentido es intentar CONSTRUIR uno de estos sistemas (créame, lo he intentado).

El tipo de sistema hidropónico más popular se llama Técnica de Película Nutritiva (NFT). Funciona mediante

• La conexión de una red de comederos, usualmente hechos de tubería de pvc
• Colocando agujeros a lo largo de ellos para las cestas de plantas (pequeños cartuchos perforados en los que las plantas crecen para que sus raíces puedan colgar del fondo)
• Llenando una cuba con agua y una mezcla de nutrientes y colocándola en el fondo del sistema
• Colocando una bomba en esta cuba (como la que va en una pecera) y llevando su cable hasta la parte superior del sistema.

De esta manera cuando la bomba se enciende

• los nutrientes serán bombeados desde la cuba a la abertura en la parte superior
• fluyen a través de las canaletas donde las raíces pueden acceder a ellos
• y se derraman por el fondo a la cuba una vez más

El verano pasado mientras estaba en un rasgo agrícola, Le dije a mi padre que íbamos a montar uno de estos sistemas. Así que fuimos a Home Depot y compramos varios metros de tuberías de pvc, codos de conexión, cestas para plantas, nutrientes y una bomba. Básicamente, todo lo que se necesita para hacer uno de estos sistemas.

Mi padre, que fue un trabajador de la madera en su pasado lejano, tenía las abrazaderas y los taladros y el lubricante necesario para cortar y pegar todas estas cosas. Así que pensé que podría hacer esto sin toda la sangre, el sudor y las lágrimas.

Simplemente cortaría las tuberías de pvc en canaletas de 5 pies, perforaría agujeros de 2 pulgadas de ancho a lo largo de ellas cada 6 pulgadas y cementaría las conexiones en codo y en T entre ellas.

De todos modos, me puse a trabajar cortando y perforando, y después de esa primera hora, logré hacer un agujero.

Sólo un agujero.

Y durante el resto del verano, los materiales se quedaron en nuestro cobertizo y no los he tocado desde entonces.

No es una historia de resiliencia.

De todos modos, definitivamente no soy la persona más habilidosa que jamás haya pisado el planeta, así que hay mucha gente con mucho más talento que yo que ha intentado y ha tenido éxito en la fabricación de estos sistemas.

Pero, aquí está la cosa. No muchas personas que viven en edificios de apartamentos en las ciudades son malvados artesanos disfrazados. Por no hablar de que la mayoría de la gente probablemente no tiene las herramientas y las abrazaderas y los taladros necesarios para hacer uno de estos sistemas por ahí.

Si bien la hidroponía está diseñada para ser utilizada por las ciudades y la gente que vive en ellas, no están totalmente pensados para ser hechos por ellos.

Lo cual es una limitación bastante grande, si me preguntas.

La impresión 3D es un tipo de fabricación aditiva que tiene que ver con la creación de un objeto cortándolo en muchas secciones transversales e imprimiéndolas una encima de la otra.

Si aplicáramos esto a la fabricación de sistemas hidropónicos, en lugar de pasar innumerables horas tratando de cortar las tuberías de plástico para que puedas tener lechuga fresca todo el año, puedes literalmente hacer que una impresora la extruya desde el suelo.

Suena mucho más sencillo.

Pero, digamos que tú -el agricultor urbano oportunista- decides llenar la pared de tu salón con un artilugio NFT de 3 metros de largo. Un par de meses después, te das cuenta de que estaría mejor en otro lugar. Sólo que en este lugar no tienes suficiente espacio para 10 pies de plantas, pero sí para añadir más niveles verticales.

Bien, básicamente, tu sistema actual no es compatible. Pero como todo está impreso en una sola pieza grande, tienes que sacar todas las herramientas que no tienes para reajustar todo o empezar desde cero.

Pero, ¿y si imprimimos en 3D una unidad hidropónica modular? Como tal vez un comedero de 15 cm que podría encajar con otros comederos de 15 cm para hacer las cosas tan anchas o tan altas como quieras?

De esta manera, si necesitas hacer cualquier cambio, sólo tienes que desmontar los módulos individuales y volver a montarlos de manera diferente.

Así que, básicamente, no tienes que empezar de cero cada vez que decidas que no tienes suficiente lechuga.

En este artículo, vamos a repasar mi diseño para un sistema hidropónico NFT modular impreso en 3D.

El sistema estará compuesto por un montón de cilindros modulares, con un diámetro de 10 cm, una longitud de 15 cm y espacio para un comedero de 5 cm.

Para diseñar el módulo hidropónico, utilicé un programa llamado TinkerCAD que es una plataforma online gratuita de CAD (diseño asistido por ordenador) que puedes utilizar para diseñar objetos imprimibles en 3D.

TinkerCAD tiene una biblioteca con un montón de formas, números y letras diferentes que puedes utilizar para construir básicamente cualquier cosa. Utilizaremos una técnica llamada segmentación, es decir, dividir el módulo en formas más pequeñas y luego juntarlas todas.

Paso 1: El tubo

El canal en el que crecerán las plantas va a tener 150 mm de largo, un diámetro exterior de 100 mm y un grosor de material de 5 mm.

Para ello, vamos a

1. construir un cilindro de 100 mm de diámetro y 150 mm de longitud
2. duplicar este cilindro y disminuir su diámetro a 90 mm
3. hacerle un agujero (pulsando el icono de la esquina superior derecha)

Un agujero es esencialmente espacio negativo, por lo que siempre que se fusione con otro objeto, hará un agujero de esa forma en el objeto. Al igual que cuando caminas por un banco de nieve, tu bota hace un agujero que tiene la forma de tu pie en la nieve.

Entonces fusionaremos este cilindro de agujero en el centro del cilindro original.

Ahora, estas dos formas son independientes y como queremos que sean una forma colectiva, seleccionaremos ambas y pulsaremos la función de grupo. Esto básicamente las pega, de modo que si se mueve una, se mueve la otra.

A continuación, utilizaremos la herramienta de rotación (la flechita alrededor de la forma seleccionada) para girar el objeto lateralmente 90 grados, de modo que quede apoyado en la superficie curva.

Paso 2: El parterre

Una típica cesta para plantas tiene un radio de 2.5 cm de radio, por lo que queremos que el hueco en el que se apoya esta cesta sea equivalente.

Para ello, haremos

1. Crear un cilindro
2. Hacerlo de 50 mm de diámetro y darle una altura de 35 mm
3. Hacerle un agujero
4. Utilizar la herramienta de elevación (la flecha hacia arriba sobre la forma seleccionada) para elevarlo 65 mm
5. Moverlo hacia el centro del cilindro tubular de manera que haya 50 mm entre él y cualquier borde del cilindro tubular. Esa cara circular del agujero debe quedar al ras de la curvatura del cilindro tubular más grande.

Y por supuesto, ¡agrupa todo!

Paso 3: Los tornillos

Así que para que este módulo sea modular, tiene que convertirse en un teselado (si pones un montón de ellos juntos, encajan perfectamente y no dejan huecos).

Esto significa que podemos pretender que un extremo del tubo se enrosque en el otro extremo del tubo. Pero, de momento, ambos extremos tienen el mismo tamaño, por lo que no se puede encajar físicamente uno en el otro.

Para solucionar esto, añadiremos una extensión a uno de los extremos con el mismo diámetro exterior que el diámetro interior del tubo grande (90 mm) y el mismo grosor de material.

Para ello,

1. Tomaremos un cilindro y le daremos una altura de 20 mm y un diámetro de 90 mm.
2. Duplicarlo y reducir su diámetro a 80 mm
3. Hacerle un agujero y fundirlo en el centro del cilindro original.
4. Y… ¡agrupar los dos!

Entonces podemos girar por él lateralmente 90 grados y fundirlo 5 mm en un extremo del tubo más grande.

Así que ahora podemos juntar estos dos extremos diferentes sin problemas, pero no hay nada que los sujete. Simplemente pueden separarse con un poco de fuerza lateral.

Así que, para solucionar esto, vamos a introducir un poco de par de torsión – es decir, la fuerza de rotación. Debido al ángulo con el que se aplica esta fuerza, es más difícil contrarrestarla con la gravedad.

Y qué mejor manera de hacerlo que con un tornillo.

Ahora, hacer un tornillo es bastante desafiante. Por suerte, TinkerCAD tiene un repositorio común de formas aleatorias que gente con mucho talento ha reunido, una de las cuales ha hecho un tornillo.

Para cambiar los parámetros del tornillo, cada forma tiene un práctico menú desplegable en el que puedes rellenar las dimensiones que quieras.

Así que vamos a hacer que el radio interior del tornillo sea 18 y el radio exterior del tornillo 20. Haremos que la altura de la rosca interior y la altura de la rosca exterior sean de 1 y 2 mm, respectivamente. También le daremos dos «vueltas» al tornillo, es decir, haremos que dé dos vueltas.

Le daremos al tornillo exterior un diámetro de 100 mm y una altura de 10 mm. Luego duplicaremos este tornillo y cambiaremos su diámetro a 90 mm para el tornillo interior.

El tornillo exterior irá a 4 mm del extremo de la extensión, y el tornillo interior irá a 6 mm del otro extremo.

Y, finalmente. Agrupar todo.

Y ahí lo tienes, una unidad hidropónica modular. Combinado con un montón de otros idénticos, básicamente podría hacer un sistema NFT completo que es personalizable a cualquier configuración que le gustaría.

Las únicas cosas que faltan son las articulaciones de los codos, así como las conexiones sólidas para hacer múltiples comederos y múltiples niveles. Estos son bastante fáciles de obtener usando tubería de pvc, pero más en eso por venir… :).