Germán Robaina G.
robainag@gmail.com
Una de las formas en que se plantea el proceso de avance de los países hacia un desarrollo acuícola sostenible, es adoptar un enfoque de sus procesos en lo que se ha llamado la ecoeficiencia.
Esta ecoeficiencia se apoya en dos pilares fundamentales:
- Reducir la sobre explotación de los recursos naturales (agua, tierras, alimentos, etc.)
- Disminuir la contaminación asociada a los procesos productivos.
Todo ello buscando un incremento de la productividad de los recursos naturales reduciendo los impactos ambientales a lo largo de todo el ciclo de vida productivo.
Hemos venido escuchando hablar de producción piscícola con sistemas abiertos, sistemas cerrados y sistemas semi cerrados. Sistemas de producción extensiva, semi intensiva e intensiva. Sistemas de producción en mono y policultivo, entre muchas otras clasificaciones artificiales diseñadas para tratar de catalogar y ordenar esta actividad.
Sin embargo, en los últimos años se ha venido agrupando diferentes tipos de sistemas de ciclo cerrado en una nueva categoría como “ecoeficientes”, los cuales disminuyen significativamente el uso del suelo, el agua, y el volumen de los efluentes, mientras que se minimizan también las posibilidades de escape de peces a los cuerpos de agua naturales y el uso de medicamentos veterinarios, principales impactos tradicionalmente reportados para la actividad.
Así, estos sistemas están siendo promovidos como sistemas de producción limpia, asociados al uso de energía renovables como la solar, eólica e hidráulica, y entre ellos destacan el RAS, el BIOFLOC y la AQUAPONÍA.
Recirculación de Agua – RAS
Este sistema de producción es una tecnología diseñada para reutilizar el agua usada en la cría de peces, haciendo factible su reutilización utilizando filtros mecánicos y biológicos para depurarla. Algunas de las granjas piscícolas utilizan recirculación con sistemas súper intensivos instalados dentro de edificaciones cerradas, mientras que otros son granjas al aire libre.
El uso limitado de agua hace que sea mucho más fácil y económico eliminar los nutrientes excretados de los peces, ya que el volumen de agua descargada es mucho menor que el de una instalación de producción piscícola tradicional, pudiendo, los nutrientes utilizarse como fertilizante en tierras de cultivo agrícola o como base para la producción el biogás.
La recirculación además facilita al piscicultor tratar de controlar los principales parámetros de la producción, tales como la temperatura del agua, los niveles de oxígeno, o la luz del día para tener condiciones estables y óptimas para los peces, generándoles menos estrés, lo que termina ofreciendo un mejor y constante patrón de crecimiento que permite predecir con precisión cuando los peces alcanzarán su mejor talla de cosecha, fortaleciendo así la capacidad de comercializar el pescado de una manera más competitiva.
En un sistema de recirculación RAS se trata el agua de forma continua para eliminar los residuos excretados por los peces, y se añade oxígeno para mantener a los peces vivos y sanos. Un sistema de recirculación básico es bastante simple. Desde la salida de los tanques de peces el agua fluye a un filtro mecánico y más adelante a un filtro biológico antes de ser aireada para la eliminación del dióxido de carbono y regresar de nuevo a los tanques de peces. Otros procesos tales como oxigenación (oxígeno puro), la desinfección (luz ultravioleta u ozono), la regulación automática del pH, manejo del intercambio de calor, la desnitrificación, etc., pueden ser añadidos dependiendo de los requisitos exactos del cultivo a desarrollar.
En un sistema de recirculación adecuadamente administrado, casi todo el alimento añadido será consumido por los peces; la tasa de conversión de alimentación se maximiza haciendo que el piscicultor obtenga una mayor.
La calidad del agua en un sistema de recirculación, al igual que en un sistema tradicional es fundamental para la producción.
Sistema Bio Floc
También conocido como tecnología BFT (por sus siglas en inglés) fue desarrollado bajo el mismo principio que tienen las plantas de tratamiento de aguas servidas convencionales, basadas en las relaciones de óxido-reducción del ciclo del nitrógeno que promueven el desarrollo de flóculos microbianos, con una adecuada relación carbono-nitrógeno (adición de melaza, harina de yuca) en el agua, poco o nulo recambio y continua oxigenación.
En estos sistemas la microbiota crece a partir de las excretas de los organismos cultivados, transformándolas en productos orgánicos de menor complejidad que pueden ser consumidos por otros organismos y reintegrados a la cadena alimenticia.
Son tradicionalmente definidos como un conglomerado de microorganismos (bacterias, zooplancton, protozoos y microalgas), que se agregan a la materia orgánica del sistema. El sistema BFT combina la remoción de los nutrientes del agua con la producción de biomasa microbiana, que puede ser usada in situ como alimento de los peces objeto de cultivo, pudiéndose decir que, el sistema biofloc convierte el exceso de nutrientes en los sistemas acuícolas en biomasa microbiana que, a su vez, es consumida por los animales en cultivo.
Las consideraciones importantes para el diseño y operación de un sistema de crecimiento en suspensión activa, como también se denomina a esta tecnología, incluyen el efecto de la temperatura, la aireación, el mezclado, la cantidad y calidad de la materia orgánica agregada, y los niveles de tolerancia de los peces al cultivo en altas densidades.
La tecnología BFT es una perspectiva de producción en acuicultura súper-intensiva, que se desarrolla de manera dinámica en la actualidad, con la capacidad de enfrentar retos propios de esta actividad, como, por ejemplo, el aumento de la biomasa en menos volumen de agua y al menor costo ambiental.
La densidad de cultivo en estos sistemas implica altas tasas de alimentación, que se traducen en gran cantidad de materia orgánica que debe mantenerse suspendida en la columna de agua mediante fuerte agitación para impedir su sedimentación y favorecer su exposición a las bacterias anaeróbicas.
Las bacterias heterotróficas se encargan de captar los complejos nitrogenados liberados por los peces y utilizarlos en su crecimiento, eliminando de esta manera la toxicidad por amonio y consecuentemente por nitritos.
En piscicultura, el sistema “biofloc” actúa como una trampa para la retención de nutrientes en los estanques, lo que disminuye los costos de mantenimiento de estos, y sirve como complemento alimenticio de los organismos en cultivo, dándole valor agregado a las producciones, al mejorar las tasas de aprovechamiento de los alimentos.
El término “biofloc” o bioflóculo (en español) se aplica a un compuesto constituido por un 60 a 70% de materia orgánica, la cual incluye una mezcla heterogénea de microorganismos (hongos, algas, bacterias, protozoarios, y rotíferos) y de 30 a 40% de materia inorgánica como coloides, polímeros orgánicos, cationes y células muertas.
Para implementar un sistema “biofloc” es necesario que el estanque posea algún recubrimiento que evite la acumulación de sólidos en el fondo, que se añadan fuentes de carbono que estimulen el crecimiento de las bacterias heterótrofas y que se mantenga con aireación constante la columna de agua, lo que ayudará a lograr la combinación de factores físicos, químicos y biológicos requeridos para la formación de los flóculos bióticos.
Para la formación de bioflóculos se requieren sustancias poliméricas biológicas, que tienen la función de mantener juntos a los componentes, formando una matriz que encapsula las células. Esta matriz ayuda a proteger a los microorganismos de sus depredadores, provee acceso directo a los nutrientes y actúa como sustrato. La biodiversidad de especies que se alojan en los flóculos depende de la microbiota que se encuentra en el cuerpo de agua, algunas de ellas pueden funcionar como control biológico para especies patógenas mediante la exclusión competitiva o porque tienen propiedades probióticas.
Por otra parte, para lograr el establecimiento de las bacterias heterótrofas en los bioflóculos es necesario ajustar la relación carbono/nitrógeno (C:N) en el cuerpo de agua, ya que se requiere cerca de 20 unidades de carbono para asimilar una unidad de nitrógeno, esto se logra adicionando alimento de baja proteína y suficiente cantidad de un carbohidrato como la melaza. Al adecuar esta tasa, las bacterias que crecen en el microsistema comienzan a usar compuestos que pueden ser tóxicos para el cultivo, tales como el carbono orgánico, nitrógeno amoniacal, nitritos, nitratos y fosfatos como fuente de energía, oxidándolos en formas químicas y haciéndolos aprovechables por las algas, hongos, otras bacterias y organismos filtradores. El nitrógeno no consumido por los organismos del cultivo puede ser utilizado para producir proteína microbiana.
Las bacterias acuáticas predominan en mayor proporción pegadas a un sustrato en comparación con los números en flotación libre en la columna de agua. Al suspender los residuos sólidos en el agua a través de la aireación y mezcla, diversas comunidades de bacterias, algas y protozoos pegados al detritus libre o a la materia orgánica residual flotante pueden prosperar. Esto proporciona una nutrición adicional para el organismo en cultivo, el cual puede alimentarse de este “alimento ambiental”. En semanas o meses dependiendo de los aportes de alimento, los sólidos se forman en agregados suspendidos y plumosos, conocidos como “flóculos.” Mediante el uso de alimentos con menor proteína y suplementando fuentes de carbono, las proporciones de carbono/nitrógenos superiores favorecen el desarrollo de flóculos y la absorción adicional de nitrógeno potencialmente tóxico. Los flocs varían de tamaño, desde aproximadamente 50 micras en sistemas con aireadores con hélices que trituran a los flóculos, a unos pocos milímetros en los sistemas con aireación suave con difusores; contienen 98,5 por ciento de agua y pueden representar un problema para los peces que se alimentan continuamente de ellos para satisfacer sus necesidades metabólicas y obtener la energía requerida para su buen crecimiento, por lo que se requiere un aporte de alimento adicional.
Es importante tener en cuenta que el sistema biofloc permite alcanzar ciertas cargas de producción que se irán viendo reducidas en la medida que los animales van creciendo, por lo que es fundamental que se tenga claridad en el mercado objetivo a la hora de implementar esta tecnología.
Acuaponía
La acuaponía es una forma de agricultura integrada que combina dos importantes técnicas: acuicultura e hidroponía.
En una unidad de acuaponía que opera bajo un sistema de circulación continua (RAS), el agua sale del tanque conteniendo todo el residuo metabólico de los peces, excrementos y restos de alimentos no consumidos. Esta agua pasa a través de un filtro mecánico que elimina los residuos sólidos mayores, para luego pasar a través de un biofiltro que contiene bacterias que oxidan el amoníaco a nitrito y después a nitrato, una molécula asimilable que se encuentra disuelta en el agua y es absorbidas por las plantas.
Los residuos de la cría de peces, una vez tratados, también proporcionan nutrientes necesarios para el crecimiento de las plantas.
Finalmente, el agua purificada por las plantas regresa al tanque de cría.
*Artículo basado y parcialmente editado de FEDEACUA, 2017.
**Ilustraciones: aqpbrasil.com; agrotendencias.tv; Avnimelech, 1999; Autor
Germán Robaina es colaborador destacado de Mundo Agropecuario
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