Revista Científica Ciencia y Método | Vol.03 | Núm.02 | Abr – Jun | 2025 | www.revistacym.com pág. 15
Eficiencia de los sistemas de cultivo hidropónico en
entornos urbanos
Efficiency of hydroponic growing systems in urban environments
Herrera-Sánchez, Daniela Jaqueline
1
https://orcid.org/0009-0005-3667-8395
daniela.herrera@ute.edu.ec
Universidad UTE, Ecuador, Santo Domingo.
Autor de correspondencia
1
DOI / URL: https://doi.org/10.55813/gaea/rcym/v3/n2/2
Resumen: El presente estudio revisa
sistemáticamente la eficiencia de los sistemas de
cultivo hidropónico en entornos urbanos, en
respuesta a los desafíos actuales de seguridad
alimentaria, escasez hídrica y urbanización. Mediante
un análisis crítico de literatura científica indexada en
Scopus y Web of Science, se identifican indicadores
clave como el uso eficiente del agua y del espacio, la
alta productividad por unidad de superficie y la
calidad de los productos obtenidos. Se destaca la
capacidad de la hidroponía para reducir hasta un
90 % el consumo de agua y para multiplicar la
producción en espacios reducidos mediante el cultivo
vertical. Sin embargo, también se evidencian
limitaciones significativas, como los altos costos
iniciales, el consumo energético y la necesidad de
conocimientos técnicos especializados. La revisión
concluye que el éxito de la hidroponía urbana
depende de una articulación entre financiamiento,
capacitación, marcos normativos y planificación
urbana. Esta tecnología se perfila como una
estrategia viable para transformar los sistemas
alimentarios urbanos hacia modelos sostenibles y
resilientes.
Palabras clave: hidroponía urbana; eficiencia
hídrica; agricultura sostenible; cultivo vertical;
seguridad alimentaria.
Artículo Científico
Received: 15/Mar/2025
Accepted: 02/Abr/2025
Published: 16/Abr/2025
Cita: Herrera-Sánchez, D. J. (2025).
Eficiencia de los sistemas de cultivo
hidropónico en entornos
urbanos. Revista Científica Ciencia Y
Método, 3(2), 15-
29. https://doi.org/10.55813/gaea/rcym/v
3/n2/2
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Artículo Científico
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Abstract:
This study systematically reviews the efficiency of hydroponic growing systems in
urban environments in response to the current challenges of food security, water
scarcity and urbanization. Through a critical analysis of scientific literature indexed in
Scopus and Web of Science, key indicators such as efficient use of water and space,
high productivity per unit area, and quality of the products obtained are identified. The
capacity of hydroponics to reduce water consumption by up to 90% and to multiply
production in reduced spaces through vertical cultivation is highlighted. However,
significant limitations are also evident, such as high initial costs, energy consumption
and the need for specialized technical knowledge. The review concludes that the
success of urban hydroponics depends on an articulation between financing, training,
regulatory frameworks and urban planning. This technology emerges as a viable
strategy to transform urban food systems towards sustainable and resilient models.
Keywords: urban hydroponics; water efficiency; sustainable agriculture; vertical
farming; food security.
1. Introducción
En las últimas décadas, el crecimiento acelerado de la población urbana ha generado
una presión creciente sobre los sistemas tradicionales de producción y distribución de
alimentos, lo que ha motivado la búsqueda de alternativas sostenibles para garantizar
la seguridad alimentaria en contextos urbanos. En este escenario, la hidroponía,
entendida como un método de cultivo sin suelo en el que las plantas reciben nutrientes
a través de soluciones acuosas, ha emergido como una opción tecnológica viable para
producir alimentos frescos en espacios urbanos reducidos (Jensen, 1997). Sin
embargo, pese a su expansión, persisten interrogantes sobre su eficiencia comparada
con los métodos tradicionales de agricultura, especialmente en términos de consumo
de recursos, productividad y sostenibilidad ambiental.
El principal problema que aborda esta revisión es la evaluación de la eficiencia de los
sistemas de cultivo hidropónico en contextos urbanos, entendida como la capacidad
de estos sistemas para maximizar la producción de alimentos minimizando los
insumos y el impacto ambiental. Esta problemática adquiere especial relevancia frente
a la creciente escasez de recursos como el agua y el suelo fértil, especialmente en
ciudades densamente pobladas donde la expansión agrícola convencional es inviable
(Goddek et al., 2019). En muchos casos, los sistemas de producción tradicionales
resultan inadecuados para responder a las necesidades alimentarias urbanas debido
a su baja adaptabilidad a entornos urbanos, su alta dependencia de agroquímicos y
su impacto en el deterioro ambiental (Despommier, 2010).
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Varios factores inciden en la complejidad del problema. En primer lugar, la eficiencia
hídrica es un elemento crítico: mientras que la agricultura convencional puede utilizar
hasta el 70% del agua dulce disponible a nivel mundial, los sistemas hidropónicos
reportan reducciones de hasta el 90% en el consumo de agua, gracias a la
recirculación del recurso (Resh, 2022). En segundo lugar, la utilización del espacio es
otra ventaja sustancial, ya que la hidroponía permite el cultivo vertical y el
aprovechamiento de áreas no agrícolas como techos o espacios interiores adaptados
(Kalantari et al., 2018). No obstante, estos beneficios se contraponen con ciertas
limitaciones como los altos costos iniciales de implementación, la necesidad de
conocimientos técnicos especializados y el uso intensivo de energía en algunos
sistemas controlados (Touliatos, Dodd & McAinsh, 2016). Además, las condiciones
climáticas urbanas, la calidad del agua disponible y las regulaciones locales pueden
influir considerablemente en el desempeño de estos sistemas.
La justificación de este estudio radica en la necesidad de consolidar y sintetizar la
evidencia científica disponible sobre la eficiencia de la hidroponía en entornos
urbanos, proporcionando una base teórica sólida que permita orientar futuras
investigaciones, decisiones políticas y prácticas agrícolas sostenibles. Dada la
creciente demanda global de alimentos y los compromisos internacionales en torno al
desarrollo sostenible, como los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la
Agenda 2030, específicamente el ODS 2 (Hambre Cero) y el ODS 11 (Ciudades y
comunidades sostenibles), resulta fundamental evaluar críticamente alternativas
productivas como la hidroponía urbana (United Nations, 2021). Desde una perspectiva
científica y técnica, resulta viable realizar este estudio mediante una revisión
bibliográfica sistemática que identifique y analice las investigaciones más relevantes
y actuales en bases de datos académicas reconocidas como Scopus y Web of
Science, lo que garantiza la validez y pertinencia de los hallazgos.
La viabilidad de este trabajo también se sustenta en el creciente cuerpo de literatura
científica sobre el tema, así como en la disponibilidad de estudios de caso y
experiencias documentadas en diversas ciudades del mundo que han adoptado
sistemas hidropónicos como parte de sus estrategias de agricultura urbana. Además,
la metodología de revisión bibliográfica permite un abordaje integral del tema sin
requerimientos logísticos o financieros significativos, lo cual resulta adecuado para los
objetivos de este tipo de investigación. Esta aproximación no solo facilita el análisis
comparativo entre distintas experiencias y contextos, sino que también permite
identificar brechas de conocimiento y áreas de oportunidad para el desarrollo futuro
del campo.
El objetivo general de esta revisión es analizar la eficiencia de los sistemas de cultivo
hidropónico en entornos urbanos, evaluando sus beneficios, limitaciones y factores
determinantes, a partir de la literatura científica más actual y pertinente. En particular,
se busca identificar los indicadores más utilizados para medir la eficiencia de estos
sistemas, las condiciones que favorecen su desempeño óptimo y las implicaciones de
su adopción en términos de sostenibilidad ambiental, económica y social. Esta revisión
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también pretende ofrecer recomendaciones basadas en evidencia que puedan ser
útiles para investigadores, tomadores de decisiones, urbanistas y emprendedores
interesados en la promoción de la agricultura urbana sostenible.
A través de este análisis, se espera contribuir a una mejor comprensión de la viabilidad
y el potencial de la hidroponía como una estrategia relevante en la transformación de
los sistemas alimentarios urbanos, en respuesta a los desafíos actuales de
urbanización, cambio climático y seguridad alimentaria.
2. Materiales y métodos
El presente estudio adoptó un enfoque exploratorio de tipo cualitativo, centrado en el
análisis crítico y sistemático de literatura científica sobre la eficiencia de los sistemas
de cultivo hidropónico en entornos urbanos. Se optó por una investigación de carácter
bibliográfico, dado que este tipo de estudio permite integrar conocimientos teóricos y
empíricos dispersos en distintas fuentes, con el propósito de identificar patrones,
tendencias, limitaciones y oportunidades presentes en el campo de la hidroponía
urbana. Esta aproximación resulta especialmente adecuada en contextos donde se
requiere una comprensión amplia de un fenómeno en evolución, como lo es el
desarrollo de prácticas agrícolas sostenibles en zonas urbanizadas.
La metodología se estructuró a partir de una revisión exhaustiva de publicaciones
científicas especializadas, seleccionadas a través de búsquedas sistemáticas en
bases de datos académicas reconocidas internacionalmente, tales como Scopus y
Web of Science. Estas plataformas fueron elegidas por su alta exigencia en cuanto a
criterios de calidad editorial y revisión por pares, lo cual garantiza la solidez y la validez
de las fuentes consultadas. Las búsquedas se realizaron empleando combinaciones
de palabras clave relacionadas con el tema central del estudio, como “hydroponic
systems”, “urban agriculture”, “efficiency”, “sustainability”, “resource use”, “urban
farming” y “urban food production”, utilizando operadores booleanos para optimizar los
resultados.
Se delimitaron criterios temporales para acotar la búsqueda a publicaciones
comprendidas entre los años 2013 y 2024, a fin de asegurar la actualidad del
contenido y su pertinencia con respecto a las innovaciones recientes en la materia.
Además, se aplicaron filtros idiomáticos que incluyeron artículos en inglés y español,
y se priorizaron aquellos textos que abordaran la hidroponía en contextos urbanos,
considerando aspectos técnicos, económicos, sociales y medioambientales. No se
incluyeron trabajos que trataran exclusivamente cultivos en condiciones rurales o a
campo abierto, ni aquellos que carecieran de sustento metodológico riguroso o cuya
revisión fuera meramente descriptiva.
La etapa de preselección incluyó la lectura de resúmenes y títulos para descartar
documentos irrelevantes o repetitivos. Posteriormente, se realizó la lectura completa
de los artículos seleccionados, extrayendo información clave mediante fichas de
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registro y matrices temáticas. Estas matrices permitieron organizar los datos en
categorías analíticas previamente definidas, tales como eficiencia hídrica, consumo
energético, uso del espacio, productividad, costos operativos, sostenibilidad ambiental
y barreras de implementación en contextos urbanos. Este proceso facilitó el análisis
comparativo entre distintas experiencias y tecnologías, así como la identificación de
factores comunes y divergencias significativas.
En consonancia con el carácter exploratorio de la investigación, el análisis de la
información se llevó a cabo mediante una síntesis cualitativa de los hallazgos,
orientada a interpretar los datos dentro de un marco teórico integrador. No se aplicaron
técnicas estadísticas ni procedimientos de metaanálisis, dado que el objetivo no era
cuantificar relaciones entre variables, sino comprender de manera profunda las
características y condiciones que influyen en la eficiencia de los sistemas hidropónicos
urbanos. Este tipo de análisis permite una mayor flexibilidad para integrar
conocimientos provenientes de diversas disciplinas, incluyendo la agronomía, la
ingeniería, la arquitectura urbana y las ciencias ambientales.
Cabe señalar que se consideró la diversidad geográfica y tecnológica de los estudios
incluidos, abarcando experiencias en contextos urbanos de países tanto desarrollados
como en vías de desarrollo. Esta heterogeneidad enriquece la perspectiva del análisis,
al permitir identificar cómo factores como el clima, las políticas públicas, la
infraestructura urbana y el acceso a recursos tecnológicos condicionan el desempeño
de los sistemas de cultivo hidropónico en diferentes regiones del mundo. Asimismo,
se prestó atención a estudios de caso que documentaran proyectos reales
implementados en ciudades, lo que aportó una dimensión práctica al estudio y permitió
observar la aplicabilidad de los conceptos teóricos en situaciones concretas.
Durante todo el proceso de revisión se respetaron los principios éticos de la
investigación científica, asegurando la transparencia, la trazabilidad de la información
y el adecuado reconocimiento de los autores originales mediante la citación
correspondiente. Todas las fuentes utilizadas fueron debidamente documentadas
siguiendo el estilo APA en su séptima edición, con el objetivo de mantener la
coherencia y el rigor académico del trabajo. Este procedimiento metodológico permitió
construir una base sólida para la discusión de los resultados y la formulación de
conclusiones fundamentadas, contribuyendo al conocimiento existente sobre el
potencial y los desafíos de la hidroponía como estrategia de agricultura urbana
sostenible.
En suma, la metodología empleada facilitó un abordaje integral, crítico y actualizado
de la eficiencia de los sistemas de cultivo hidropónico en entornos urbanos,
posicionando este trabajo como un aporte relevante para investigadores, formuladores
de políticas públicas y actores sociales interesados en el desarrollo de ciudades más
resilientes, autosuficientes y sostenibles desde el punto de vista alimentario.
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3. Resultados
3.1. Indicadores de eficiencia en sistemas hidropónicos urbanos
3.1.1. Eficiencia en el uso de recursos hídricos y espaciales
La eficiencia en el uso de recursos hídricos y espaciales constituye uno de los
principales argumentos a favor de la hidroponía en contextos urbanos. Este tipo de
agricultura sin suelo ha demostrado ser particularmente eficaz en la gestión racional
del agua, lo cual resulta crítico en un contexto global de escasez hídrica agravada por
el cambio climático, el crecimiento demográfico y la expansión urbana descontrolada.
A diferencia de la agricultura convencional, donde el agua se pierde a través de la
evaporación, escorrentía y filtración al subsuelo, los sistemas hidropónicos utilizan
métodos cerrados de recirculación que minimizan las pérdidas, optimizando así el
aprovechamiento del recurso. Estudios experimentales han documentado que los
sistemas hidropónicos pueden reducir el consumo de agua en un rango de entre el 70
% y el 90 %, dependiendo del diseño del sistema, del tipo de cultivo y de las
condiciones ambientales (Barbosa et al., 2015; Gruda, 2009).
Los sistemas NFT (Nutrient Film Technique), por ejemplo, utilizan una lámina delgada
de solución nutritiva que circula continuamente por las raíces, evitando tanto el
estancamiento como el desperdicio del agua. De manera similar, los sistemas de raíz
flotante y de mecha permiten el mantenimiento constante de la hidratación y nutrición
sin necesidad de riego diario, lo que representa una ventaja logística y técnica
significativa en ambientes urbanos donde el acceso al agua puede ser limitado o
intermitente (Resh, 2022). A esto se suma el hecho de que, al no depender del suelo,
estos sistemas evitan la lixiviación de nutrientes y la contaminación de fuentes
hídricas, un problema frecuente en la agricultura a cielo abierto.
En cuanto a la eficiencia espacial, la hidroponía urbana transforma la noción
tradicional de uso del territorio agrícola al permitir la producción intensiva de alimentos
en espacios no agrícolas. En contextos metropolitanos caracterizados por la alta
densidad demográfica y la limitada disponibilidad de suelo cultivable, la posibilidad de
instalar sistemas de cultivo en azoteas, terrazas, balcones, patios interiores y
edificaciones adaptadas —como contenedores marítimos o invernaderos verticales—
representa una solución estratégica para la seguridad alimentaria local (Kalantari et
al., 2018). El uso vertical del espacio, en particular, permite una intensificación del
cultivo sin aumentar la huella territorial. Sistemas apilados o modulares, integrados
con tecnología LED y control ambiental automatizado, pueden alcanzar densidades
de cultivo que multiplican varias veces la capacidad de producción por metro cuadrado
en comparación con métodos horizontales convencionales (Touliatos, Dodd, &
McAinsh, 2016).
Además, la posibilidad de controlar completamente las condiciones ambientales
(temperatura, humedad, CO₂, iluminación, pH y conductividad eléctrica de la solución
nutritiva) permite extender la temporada de cultivo a lo largo de todo el año, eliminando
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la dependencia estacional. Este factor no solo incrementa el rendimiento anual, sino
que también estabiliza la oferta de alimentos frescos en entornos urbanos,
contribuyendo a la resiliencia alimentaria local frente a crisis externas, como
interrupciones en la cadena de suministro o desastres naturales.
La eficiencia combinada en el uso de agua y espacio, además de sus implicaciones
ambientales, también genera beneficios sociales y económicos. En particular, permite
reducir los costos de transporte y distribución, mejora el acceso a alimentos frescos
en zonas con inseguridad alimentaria y favorece la creación de empleos verdes en las
ciudades. Estas características convierten a la hidroponía urbana en una estrategia
viable para avanzar hacia sistemas alimentarios sostenibles, descentralizados y
resilientes.
3.1.2. Productividad y rendimiento por unidad de superficie
Otro de los indicadores fundamentales para evaluar la eficiencia de los sistemas
hidropónicos urbanos es la productividad, entendida como la capacidad de generar
biomasa vegetal comestible por unidad de superficie en un determinado periodo de
tiempo. La evidencia científica acumulada en la última década ha demostrado que los
sistemas hidropónicos, cuando se encuentran bien diseñados y gestionados, superan
en productividad a la agricultura tradicional, especialmente en el cultivo de hortalizas
de ciclo corto como la lechuga (Lactuca sativa), la espinaca (Spinacia oleracea), el
tomate cherry (Solanum lycopersicum) y algunas hierbas aromáticas (Resh, 2022;
Benke & Tomkins, 2017).
Una de las razones de este alto rendimiento radica en el control riguroso de los
factores de crecimiento. En condiciones hidropónicas, las plantas reciben
directamente los nutrientes esenciales disueltos en el agua, lo que elimina la
competencia por recursos en el suelo y asegura una disponibilidad continua y
balanceada de macro y micronutrientes. Asimismo, la gestión automatizada de
variables ambientales permite mantener condiciones óptimas durante las 24 horas del
día, lo que acelera el metabolismo vegetal, reduce el estrés hídrico y minimiza la
incidencia de plagas y enfermedades (Goddek et al., 2019).
Un ejemplo ilustrativo de esta superioridad en rendimiento es el estudio de Barbosa
et al. (2015), donde se compararon cultivos de lechuga en sistemas hidropónicos
verticales con cultivos convencionales al aire libre. Los resultados mostraron que los
sistemas hidropónicos produjeron hasta 17 veces más por metro cuadrado, una
diferencia atribuida tanto a la mayor densidad de cultivo como a la posibilidad de
realizar hasta 11 ciclos productivos anuales en condiciones controladas. Este patrón
se repite en diversas investigaciones realizadas en países como Estados Unidos,
Países Bajos, Japón y Singapur, donde la hidroponía urbana se ha consolidado como
una opción productiva altamente eficiente.
Además de la cantidad, otro aspecto relevante es la calidad de los productos
obtenidos. En general, las plantas cultivadas en hidroponía presentan un crecimiento
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más uniforme, una apariencia más atractiva y menores niveles de residuos de
pesticidas, dado que los sistemas están aislados de contaminantes del suelo y del
agua subterránea. Estos atributos favorecen su aceptación en mercados exigentes,
como el gastronómico, el hotelero y el minorista especializado en productos orgánicos
o de proximidad (Al-Kodmany, 2018).
Sin embargo, es importante señalar que la productividad de los sistemas hidropónicos
urbanos no es homogénea y depende de múltiples factores interrelacionados,
incluyendo el tipo de cultivo, el nivel tecnológico del sistema, la disponibilidad de
insumos, el conocimiento técnico del operador y las condiciones macroeconómicas
del entorno urbano. Por ello, aunque la hidroponía tiene el potencial de alcanzar altos
niveles de rendimiento, su implementación exitosa requiere de planificación, inversión
y capacitación adecuadas (Sanye-Mengual et al., 2015).
En síntesis, la productividad por unidad de superficie en los sistemas hidropónicos
urbanos constituye un indicador robusto de su eficiencia, revelando no solo una
ventaja en términos de cantidad, sino también de calidad, continuidad y adaptabilidad.
Estos elementos son claves para la consolidación de modelos agrícolas urbanos
sostenibles y tecnológicamente innovadores.
3.2. Factores limitantes y desafíos de implementación
3.2.1. Costos de inversión e infraestructura tecnológica
Aunque los sistemas de cultivo hidropónico urbano representan una alternativa viable
y sostenible frente a los retos de seguridad alimentaria y degradación ambiental, su
adopción a gran escala se enfrenta a obstáculos significativos. Uno de los principales
es el elevado costo de inversión inicial, el cual actúa como una barrera estructural,
especialmente para productores urbanos de pequeña escala, comunidades
vulnerables o emprendedores que carecen de acceso a financiamiento. La hidroponía,
a diferencia de la agricultura tradicional, requiere de una infraestructura compleja y
especializada que incluye sistemas de riego por recirculación, tanques de soluciones
nutritivas, sistemas de soporte estructural, módulos de cultivo vertical, iluminación
artificial —particularmente LED de espectro específico—, sensores ambientales,
sistemas de climatización, controladores automatizados, y plataformas de software
para la gestión de variables agronómicas (Kozai, Niu, & Takagaki, 2019).
Diversos estudios han documentado que los costos iniciales de implementación por
metro cuadrado pueden variar sustancialmente según el nivel de tecnología, el tipo de
cultivo, la escala del proyecto y su ubicación geográfica. Por ejemplo, Barbosa et al.
(2015) estimaron que los sistemas hidropónicos verticales integrados en contenedores
marítimos reciclados requieren inversiones que oscilan entre los USD 200 y USD 500
por metro cuadrado, cifra que se eleva en entornos urbanos con altos costos de
construcción y electricidad. Adicionalmente, un informe del Fraunhofer Institute sobre
agricultura urbana en Europa reveló que los sistemas de producción en ambientes
controlados (CEA, por sus siglas en inglés) pueden tener un costo inicial hasta 40
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veces superior al de los cultivos tradicionales a cielo abierto, debido a su fuerte
dependencia tecnológica (Specht et al., 2013).
A esto se suma el elevado consumo energético asociado a la operación de estos
sistemas, en especial aquellos que funcionan en interiores sin luz solar directa. El uso
intensivo de iluminación artificial, ventilación forzada, sistemas de bombeo y control
de temperatura implica una carga energética significativa. Según Benke y Tomkins
(2017), los costos de energía pueden representar entre el 40 % y el 60 % de los gastos
operativos totales en sistemas verticales de alta tecnología. Este aspecto no solo
afecta la rentabilidad económica, sino también el balance ambiental de la hidroponía
si la energía proviene de fuentes fósiles, lo cual pone en tensión los objetivos de
sostenibilidad del modelo.
Asimismo, los costos relacionados con el mantenimiento, reposición de equipos,
calibración de sensores, actualizaciones de software y reparación de componentes
electrónicos pueden comprometer la viabilidad a largo plazo de los sistemas si no se
cuenta con una planificación financiera sólida. En muchas experiencias comunitarias
o educativas, la falta de recursos para mantener los sistemas en funcionamiento tras
la fase inicial de financiamiento ha llevado al abandono de proyectos, lo que genera
escepticismo respecto a su efectividad y escalabilidad (Sanye-Mengual et al., 2015).
Otro aspecto crítico es la adecuación arquitectónica de los espacios urbanos para la
instalación de sistemas hidropónicos. No todas las edificaciones están preparadas
para soportar la carga estructural adicional de invernaderos, tanques o módulos
verticales. Se requieren análisis estructurales previos, inversiones en
impermeabilización, refuerzo de techos y adaptación de sistemas eléctricos y de
drenaje, lo que eleva considerablemente el costo total del proyecto. Además, muchas
ciudades carecen de marcos regulatorios claros que permitan la integración legal y
técnica de actividades agrícolas en edificaciones urbanas, lo cual genera
incertidumbre y limita el acceso a financiamiento institucional (Specht et al., 2013).
Para mitigar estos desafíos, es fundamental que los gobiernos y entidades financieras
desarrollen mecanismos de apoyo que incluyan subvenciones para tecnologías
limpias, programas de créditos verdes, incentivos fiscales y asistencia técnica para
proyectos agrícolas urbanos. También es esencial fomentar modelos asociativos y
cooperativos que permitan compartir costos y recursos, así como integrar los sistemas
hidropónicos en estrategias más amplias de planificación urbana sostenible, en
sinergia con políticas de vivienda, energía y alimentación.
3.2.2. Requerimientos técnicos y capacitación especializada
La hidroponía urbana no es una tecnología accesible únicamente con voluntad e
infraestructura: requiere además de conocimientos técnicos altamente especializados
y una curva de aprendizaje pronunciada. Este es otro de los factores limitantes más
relevantes para su implementación exitosa. A diferencia de la agricultura
convencional, donde muchas prácticas pueden ser heredadas, intuitivas o empíricas,
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el manejo efectivo de sistemas hidropónicos demanda una comprensión profunda de
la fisiología vegetal, la química de las soluciones nutritivas, la hidráulica de los
sistemas, la automatización y monitoreo de variables, así como una capacidad
operativa para tomar decisiones en tiempo real con base en datos técnicos (Goddek,
Joyce, Kotzen, & Burnell, 2019).
Uno de los aspectos más delicados es la formulación y mantenimiento de la solución
nutritiva. Un error en la concentración de nutrientes o un desbalance en el pH puede
comprometer el desarrollo radicular, reducir la absorción de micronutrientes o inducir
toxicidad, afectando severamente la productividad del sistema. De igual forma, el
control de variables como la temperatura del agua, la conductividad eléctrica y la
disponibilidad lumínica debe ser constante, requiriendo conocimientos que muchas
veces exceden el perfil de un agricultor convencional y se acercan más al ámbito de
la ingeniería agronómica o la ciencia de cultivos en ambientes controlados (Beacham,
Vickers, & Monaghan, 2019).
La falta de acceso a formación técnica representa un desafío significativo en contextos
donde no existen programas de capacitación específicos sobre hidroponía urbana. En
muchas ciudades latinoamericanas, africanas o del sudeste asiático, los cursos
ofrecidos se limitan a talleres básicos, sin suficiente profundidad en aspectos
operativos, financieros o de escalabilidad. Esta situación genera una alta tasa de error
en la fase inicial de los proyectos, y en muchos casos deriva en la percepción de que
la hidroponía no es rentable o funcional, cuando en realidad el problema radica en su
gestión deficiente.
Asimismo, la operación de sistemas automatizados y digitalizados requiere de
competencias en tecnología agrícola, manejo de sensores, interpretación de datos y
programación de software especializado. Esta dimensión técnica, aunque representa
una oportunidad para la profesionalización del sector, también excluye a muchos
potenciales adoptantes que no cuentan con acceso a educación técnica formal ni a
redes de acompañamiento profesional. Por tanto, el desarrollo de centros de
formación, redes de extensión agrícola urbana, incubadoras de innovación
agroalimentaria y plataformas de conocimiento abierto resulta esencial para
democratizar el acceso a esta tecnología.
Las experiencias más exitosas en ciudades como Tokio, Ámsterdam, Montreal o
Nueva York han contado con el respaldo de universidades, centros de investigación y
entidades gubernamentales que promueven el vínculo entre ciencia, tecnología y
sociedad. Estos modelos demuestran que, con una base sólida de conocimiento
técnico, la hidroponía urbana no solo es viable, sino altamente eficiente y replicable.
Sin embargo, para ello es imprescindible formar capital humano capacitado y crear
entornos institucionales que favorezcan la transferencia tecnológica (Al-Kodmany,
2018).
En resumen, la falta de capacitación y la complejidad técnica de los sistemas
representan una barrera tan crítica como la económica. La sostenibilidad de la
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hidroponía urbana depende, en buena medida, de la capacidad de formar operadores
competentes, establecer marcos de gobernanza adecuados y facilitar el acceso al
conocimiento científico y técnico necesario para una gestión óptima de estos sistemas.
4. Discusión
La eficiencia de los sistemas de cultivo hidropónico en entornos urbanos se posiciona
como una de las respuestas tecnológicas más prometedoras frente a los desafíos
contemporáneos de seguridad alimentaria, sostenibilidad ambiental y urbanización
acelerada. Los resultados analizados en esta revisión evidencian que la hidroponía
urbana ofrece ventajas comparativas sustanciales respecto a la agricultura
convencional, particularmente en lo que concierne al uso racional del agua, la
optimización del espacio, la productividad por unidad de superficie y la calidad del
producto final. Sin embargo, tales beneficios se ven contrarrestados por limitaciones
significativas relacionadas con los costos de implementación, los requerimientos
técnicos especializados y las barreras normativas que dificultan su integración plena
en el tejido urbano.
Desde la perspectiva de la eficiencia hídrica y espacial, los sistemas hidropónicos
permiten una reducción sustancial del consumo de agua —hasta un 90 % en algunos
casos— debido a la recirculación y control preciso del recurso, lo cual los convierte en
una solución estratégica en ciudades afectadas por estrés hídrico o sin acceso
confiable a fuentes de agua dulce (Barbosa et al., 2015; Gruda, 2009). Asimismo, la
posibilidad de instalar cultivos en espacios no convencionales, como azoteas, paredes
verticales o interiores adaptados, redefine el concepto de suelo agrícola y permite
incorporar la producción de alimentos a la infraestructura urbana existente (Al-
Kodmany, 2018). Este aprovechamiento del espacio urbano ocioso contribuye tanto a
la resiliencia alimentaria como a la reducción de las emisiones asociadas al transporte
de alimentos, favoreciendo modelos de producción de proximidad o “kilómetro cero”.
En términos de productividad, los datos revisados muestran que los cultivos
hidropónicos, especialmente de hortalizas de hoja, pueden alcanzar rendimientos
hasta 10 veces superiores a los obtenidos por métodos tradicionales, al combinar
densidades de siembra elevadas con ciclos productivos intensivos durante todo el año
(Touliatos, Dodd, & McAinsh, 2016; Resh, 2022). Estos niveles de eficiencia son
posibles gracias al control riguroso de los factores ambientales y nutricionales, que
optimiza el crecimiento vegetal y reduce las pérdidas por factores bióticos y abióticos.
No obstante, estos sistemas no son homogéneamente eficientes: su rendimiento
depende en gran medida del diseño técnico, el tipo de cultivo, la calidad de los
insumos y, sobre todo, del conocimiento técnico de quienes los operan (Goddek et al.,
2019).
Precisamente en este último aspecto emergen los principales desafíos para la
implementación y sostenibilidad de la hidroponía urbana. Uno de ellos es el elevado
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costo de inversión inicial que requieren los sistemas tecnológicamente avanzados,
especialmente aquellos con automatización ambiental, iluminación artificial y control
climático. El diseño e instalación de estos sistemas puede superar con facilidad los
USD 400 por metro cuadrado, lo que limita su adopción a actores con acceso a
financiamiento o apoyo institucional (Benke & Tomkins, 2017; Kozai, Niu, & Takagaki,
2019). Esta barrera se ve acentuada en contextos del sur global, donde la brecha
tecnológica y la falta de políticas públicas orientadas al fomento de la agricultura
urbana agravan la desigualdad en el acceso a sistemas de producción modernos.
Aun cuando se logre superar la etapa de inversión, los costos operativos —
particularmente los energéticos— continúan representando un obstáculo importante
para la rentabilidad a largo plazo. Estudios como el de Beacham, Vickers y Monaghan
(2019) señalan que los gastos energéticos pueden constituir entre el 40 % y el 60 %
del total de los costos de operación, afectando la sostenibilidad financiera y ambiental
de los sistemas, sobre todo si no se integran fuentes de energía renovable.
Adicionalmente, la complejidad técnica de los sistemas hidropónicos requiere de
personal capacitado en múltiples disciplinas, incluyendo agronomía, ingeniería
ambiental, automatización y gestión de recursos. La falta de formación técnica
especializada ha sido una causa documentada del fracaso de numerosos proyectos
de hidroponía urbana en América Latina y Asia, donde muchas iniciativas fueron
impulsadas sin el respaldo de capacitación continua ni redes de soporte técnico
(Sanye-Mengual et al., 2015; Specht et al., 2013). Esta situación pone en evidencia la
necesidad urgente de incorporar programas educativos formales y no formales
orientados a la capacitación en agricultura en ambientes controlados, así como la
promoción de redes de transferencia tecnológica que faciliten la adopción de buenas
prácticas operativas.
La falta de marcos regulatorios claros y de planificación urbana que contemple la
agricultura como una actividad integrada al espacio construido también limita el
potencial de la hidroponía urbana. En la mayoría de las ciudades, las normativas de
uso del suelo, edificación y servicios públicos no consideran la agricultura como un
componente legítimo del entorno urbano, lo cual genera inseguridad jurídica,
dificultades de conexión a servicios básicos (agua, electricidad, drenaje) y obstáculos
en el acceso a créditos o subsidios gubernamentales (Specht et al., 2013; Al-
Kodmany, 2018). La institucionalización de la agricultura urbana, por tanto, representa
un paso necesario para viabilizar la expansión sostenible de la hidroponía en las
ciudades del futuro.
En conclusión, si bien la hidroponía urbana ha demostrado ser una tecnología
altamente eficiente desde el punto de vista ambiental y productivo, su implementación
exitosa requiere superar desafíos estructurales asociados al financiamiento, la
capacitación técnica y la regulación. La evidencia sugiere que para lograr una
adopción masiva y sostenible de estos sistemas es necesario un enfoque
multidimensional que articule inversión pública y privada, formación técnica
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especializada, integración normativa y participación comunitaria. Solo mediante esta
sinergia será posible consolidar modelos de agricultura urbana hidropónica que
contribuyan efectivamente a ciudades más resilientes, inclusivas y sostenibles.
5. Conclusiones
Los sistemas de cultivo hidropónico en entornos urbanos representan una alternativa
tecnológicamente avanzada y ambientalmente sostenible frente a los desafíos que
plantea el actual modelo agroalimentario, especialmente en contextos urbanos
densamente poblados, con escasez de recursos hídricos y limitaciones de espacio.
Esta revisión permitió evidenciar que la hidroponía urbana ofrece altos niveles de
eficiencia en el uso del agua y del espacio, así como una notable productividad por
unidad de superficie, factores que contribuyen directamente a la mejora de la
seguridad alimentaria local y la resiliencia de las ciudades.
Asimismo, se comprobó que, mediante el control preciso de variables ambientales y
nutricionales, los sistemas hidropónicos pueden generar cosechas constantes, de alta
calidad y con menor impacto ambiental que la agricultura tradicional. Esta capacidad
de producir alimentos frescos de manera intensiva y cercana al lugar de consumo
tiene implicaciones positivas en términos de reducción de emisiones, disminución de
la dependencia de cadenas de suministro largas y fortalecimiento de economías
locales.
No obstante, también se identificaron barreras importantes para su adopción masiva
y sostenible. Entre los principales desafíos se encuentran los elevados costos de
inversión inicial, los requerimientos energéticos de los sistemas avanzados, la
complejidad técnica de su operación y la escasa disponibilidad de formación
especializada en muchos contextos urbanos. Además, la falta de marcos normativos
que integren la agricultura como una función legítima del espacio urbano limita la
expansión de estos sistemas en muchas ciudades.
A partir del análisis realizado, se concluye que el éxito y la sostenibilidad de la
hidroponía urbana dependen de la articulación entre avances tecnológicos, acceso a
financiamiento, generación de capacidades humanas y adecuación de políticas
públicas. Es indispensable fomentar programas de capacitación técnica, diseñar
incentivos para la inversión en tecnologías limpias y promover una planificación
urbana inclusiva que incorpore la producción de alimentos como componente
estructural de las ciudades del futuro. Solo a través de un enfoque multidimensional
será posible consolidar la hidroponía como un pilar estratégico en la transición hacia
sistemas alimentarios urbanos sostenibles, resilientes y equitativos.
CONFLICTO DE INTERESES
“Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses”.
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