Un sistema coordinó aireación, energías renovables y baterías para reducir el gasto energético sin llevar el oxígeno por debajo del margen de seguridad
Redactor: Santiago Duarte
Editor: Karem Díaz S.
Investigadores de la Universidad de Saitama y la Universidad de las Ryukyus, en Japón, desarrollaron un modelo de gestión energética para sistemas acuícolas de recirculación capaz de reducir el consumo eléctrico y las emisiones asociadas sin comprometer el oxígeno disponible para los peces. La propuesta fue evaluada mediante simulaciones anuales basadas en datos experimentales del mero malabar.
El sistema coordina el funcionamiento de los aireadores con la generación solar y eólica, el almacenamiento en baterías y el suministro de la red eléctrica. Frente a una operación con aireación continua, las simulaciones mostraron una reducción del 17,8 % en el consumo anual de electricidad y del 31,9 % en las emisiones de dióxido de carbono relacionadas con ese consumo.
El estudio, publicado el 25 de mayo de 2026 en la revista Sustainable Energy Technologies and Assessments, aborda uno de los principales obstáculos para ampliar la acuicultura terrestre: la necesidad de mantener en funcionamiento bombas, filtros, aireadores y otros equipos durante períodos prolongados para conservar condiciones adecuadas de cría.
El oxígeno disuelto determina cuándo puede ajustarse la aireación
Los sistemas de recirculación acuícola, conocidos como RAS, filtran y reutilizan el agua de los tanques. Esta configuración permite disminuir la extracción de agua, controlar variables ambientales y reducir la descarga de residuos, pero también genera una demanda eléctrica constante que influye directamente en los costos de producción.
La aireación no puede interrumpirse únicamente porque aumente el precio de la electricidad o disminuya la generación renovable. Una reducción excesiva del funcionamiento de los equipos puede provocar que el oxígeno disuelto descienda hasta niveles peligrosos para los peces, especialmente cuando existen altas densidades de cultivo.
Para resolver esa limitación, los científicos emplearon el oxígeno disuelto como vínculo entre la seguridad biológica y la gestión energética. El modelo estima la demanda de oxígeno tomando en cuenta el peso corporal de los peces y la alimentación, factores que modifican su metabolismo y el consumo de oxígeno dentro de los tanques.
La importancia de controlar estas variables también aparece en los sistemas cerrados destinados al cultivo de peces y mariscos, donde la temperatura, el pH, los residuos y la concentración de oxígeno deben mantenerse dentro de rangos compatibles con cada especie.
Datos experimentales del mero malabar
El equipo construyó el modelo con información experimental del mero malabar, cuyo nombre científico es Epinephelus malabaricus. Esta especie de importancia comercial permitió establecer una relación específica entre biomasa, alimentación y variaciones del oxígeno disuelto.
Los investigadores incorporaron esos datos a una estrategia de control predictivo económico. El programa evalúa las condiciones del sistema y determina cuándo debe funcionar el aireador, cuándo conviene utilizar la batería y en qué momento es necesario consumir electricidad de la red.
La programación conserva un margen de seguridad para el oxígeno disuelto. En lugar de considerar el aireador como una carga eléctrica fija, el método reconoce que su funcionamiento dispone de cierta flexibilidad, siempre que la calidad del agua permanezca dentro de los límites establecidos para los animales.
Este planteamiento conecta la gestión productiva con la energética. Los responsables de una granja podrían aprovechar los períodos de mayor generación solar o eólica, almacenar electricidad y reorganizar parte de la aireación sin desatender las necesidades fisiológicas de los peces.
Las baterías no son la única fuente de flexibilidad
El análisis de sensibilidad reveló que las condiciones operativas del proceso pueden tener tanta importancia como el tamaño de los equipos energéticos. Bajo las condiciones modeladas, ajustar el margen de seguridad del oxígeno dentro del intervalo examinado aportó una flexibilidad comparable a multiplicar entre cinco y diez veces la capacidad de la batería.
El resultado no significa que los productores deban disminuir arbitrariamente los niveles de oxígeno. Cada modificación requiere información confiable sobre la especie, la densidad de cultivo, el tamaño de los animales, la alimentación y la respuesta del agua. El margen utilizado debe preservar el bienestar y evitar episodios de hipoxia.
La investigación muestra que una explotación puede mejorar su eficiencia no solo mediante la compra de más baterías o paneles solares, sino también mediante un conocimiento preciso de sus procesos. Esa consideración resulta especialmente relevante para proyectos con presupuestos limitados, en los que sobredimensionar la infraestructura energética puede dificultar la rentabilidad.
La planificación técnica y el seguimiento de la calidad del agua también son fundamentales en los modelos de economía circular que integran piscicultura y otras actividades agropecuarias, debido a que los nutrientes, residuos y parámetros sanitarios deben gestionarse de forma coordinada.
Mayor capacidad de respuesta ante cortes eléctricos
El método fue evaluado igualmente bajo escenarios simulados de interrupción de la red. La programación optimizada de los aireadores ayudó a mantener el oxígeno por encima del margen de seguridad y a reducir el riesgo de mortalidad, una ventaja relevante para instalaciones donde la continuidad del suministro eléctrico no está garantizada.
En un RAS, un corte prolongado puede afectar rápidamente la aireación, la circulación y la filtración del agua. La combinación de baterías, generación renovable y control predictivo podría proporcionar tiempo adicional para responder a la emergencia, aunque su desempeño dependerá del tamaño de la instalación y de la capacidad real de respaldo.
Los autores presentan esta mayor resiliencia como uno de los posibles beneficios del sistema. Sin embargo, el estudio se basó en simulaciones y no reemplaza la necesidad de generadores de emergencia, alarmas, sensores redundantes y protocolos de actuación en las explotaciones comerciales.
Menor consumo para una acuicultura más competitiva
La electricidad representa un costo permanente en las instalaciones acuícolas terrestres. Reducir ese gasto sin deteriorar la calidad del agua puede mejorar el balance económico de la actividad y disminuir la huella ambiental vinculada a la fuente de energía utilizada.
La búsqueda de una producción más eficiente coincide con otros esfuerzos dirigidos a conseguir una piscicultura más sostenible y competitiva, donde la gestión de recursos, la sanidad animal y el rendimiento biológico condicionan la viabilidad de las granjas.
La sostenibilidad de la acuicultura también debe evaluarse más allá del consumo eléctrico. El origen de los alimentos sigue siendo un aspecto decisivo, pues investigaciones anteriores han advertido sobre la dependencia de determinadas especies cultivadas respecto de peces silvestres utilizados como insumo.
Por ello, una reducción energética representa una mejora concreta, pero debe acompañarse de avances en alimentación, control sanitario, uso del agua, tratamiento de residuos y selección de especies. El balance final depende del conjunto del sistema productivo y no de una única variable.
Validación pendiente en instalaciones comerciales
El modelo se desarrolló a partir de una especie y utilizó el oxígeno disuelto como principal variable biológica. Los propios investigadores señalan que los sistemas RAS están gobernados por múltiples factores que interactúan, como la temperatura, el amoníaco, el pH, la biomasa, la alimentación y las capacidades de los equipos.
Los próximos trabajos deberán incorporar más indicadores de calidad del agua, objetivos productivos y restricciones operativas. También será necesario validar el método con otras especies, instalaciones de mayor escala y regiones que presenten diferentes niveles de radiación solar, viento y fiabilidad de la red eléctrica.
Hasta completar esas pruebas, los porcentajes obtenidos deben interpretarse como resultados del escenario simulado y no como un ahorro garantizado para todas las granjas. La aportación central consiste en demostrar que las necesidades biológicas de los peces pueden incorporarse directamente a la programación energética, en lugar de gestionar ambos componentes por separado.
Fuentes referenciales:
Phys.org — Smarter fish farms could cut electricity use and CO₂ while keeping fish safe
Sustainable Energy Technologies and Assessments
