Sistemas de recirculación en acuicultura

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Índice del artículo

Un ahorro importante del agua en la acuicultura

Los sistemas de recirculación de agua en la acuicultura (también conocidos como "RAS") surgen como una alternativa con diversas ventajas importantes ante los métodos tradicionales; principalmente en cuanto al ahorro de agua, la sanidad de los peces y la productividad.

Las prácticas tradicionales de producción en acuicultura requieren grandes cantidades de agua de muy buena calidad que actualmente se encuentra limitada en muchas áreas del planeta.

Adicionalmente, la existencia de leyes de protección ambiental cada vez más estrictas reduce las posibilidades de producir en sistemas abiertos como en el mar; donde no hay un control adecuado del medio ambiente.

De allí que se haya observado en las últimas décadas un desarrollo acelerado de sistemas de producción intensivos, los cuales consisten principalmente en el cultivo de especies acuícolas en densidades elevadas con la utilización de grandes volúmenes de agua.

Sin embargo, en muchos países el acceso al agua disponible para este tipo de cultivo ha sido regulado, por lo que en la actualidad muchos inversionistas han decidido apostar por los cultivos de recirculación, es decir con re-utilización del agua.

De modo que en estos sistemas el agua de desecho está cargada con subproductos metabólicos de los peces y/o crustáceos, así se recicla con purificación biológica y física reutilizándola en más de un 90 %.

Sistema alternativo

Cabe destacar que estos sistemas no solo son importantes debido a su eficiencia en la utilización del agua; también son usados debido a las siguientes características positivas:

  • Existe un mayor control del medio ambiente.
  • La producción se ve incrementada.
  • Mejora la conversión alimenticia.
  • Los costos por tratamiento de enfermedades se ven reducidos, lo que maximiza los beneficios.

De igual forma, los sistemas de recirculación acuícola pueden ofrecer una alternativa para el desarrollo de la acuicultura particularmente en aquellas regiones que se enfrentan a la escasez de agua; específicamente donde los factores ambientales, (como la temperatura o la salinidad) se encuentran fuera de los rangos de tolerancia de los peces.

Definición de RAS

sistema de recirculación de agua esquema

Los "sistemas de recirculación acuícola" (SRA), mejor conocidos como RAS por sus siglas en inglés (Recirculation aquaculture systems), son una tecnología para la cría de peces u otros organismos acuáticos donde el agua de cultivo es reutilizada luego de ser tratada por métodos físicos, químicos y biológicos.

En estos sistemas menos del 10 % del agua es remplazado diariamente permitiendo una utilización más efectiva de la misma. Sin embargo, requieren un control más estricto de los parámetros de su calidad, así como del manejo de la densidad y alimentación de los organismos.

flujo de agua en sistema ras
Flujo del agua en un sistema abierto y en un sistema de recirculación.

Origen de los sistemas RAS

Tanques para la cría de peces en RAS

La primera investigación científica sobre RAS fue realizada en Japón en la década de 1950. Esta, se centró en el diseño de biofiltros para la producción de carpas, debido a la necesidad de utilizar de una manera más productiva los recursos hídricos limitados a nivel local.

Igualmente, en Europa y Estados Unidos los científicos intentaron adaptar la tecnología desarrollada para el tratamiento de aguas residuales domésticas; a partir de lodos activados, biofiltros sumergidos y varios sistemas de filtración mecánica en el cultivo de peces y crustáceos.

Sin embargo, la mayoría de los estudios se centraron exclusivamente en la oxidación de los desechos tóxicos del nitrógeno inorgánico derivado del metabolismo de las proteínas; por esto, se excluyeron otros problemas importantes en el manejo de los residuos y se avanzó poco.

No obstante, fue a mediados de la década de 1980 fue que los parámetros cíclicos de calidad del agua se reconocieron como importantes para la producción en estanques. Algunos de ellos son:

  • Las concentraciones de pH.
  • Oxígeno.
  • TAN (nitrógeno amoniacal total).
  • NO2 (nitrito).
  • DBO (demanda bioquímica de oxígeno).
  • DQO (demanda química de oxígeno).

Desarrollos más recientes

sistemas de recirculación acuícolas

En la última parte del siglo pasado se publicaron numerosos artículos sobre los primeros desarrollos de sistemas de recirculación de agua. De hecho, se incluyó un diseño para el tratamiento del agua que consiste en un clarificador primario y un reactor aeróbico de película fija; con esta combinación, se demostraron resultados satisfactorios para el cultivo del bagre africano en densidades elevadas.

Por consiguiente, este trabajo fue el inicio del rápido desarrollo en los sistemas de cultivo de peces en Europa occidental, así como también en América del Norte durante la década de 1990-2000.

Es importante señalar que durante este período se introdujeron conceptos sobre los procesos biológicos que ocurren en los sistemas de tratamiento; incorporando métodos para reducir la acumulación de lodos y nitrato para lograr condiciones de calidad del agua más estables dentro de las unidades de cultivo.

A partir de entonces la producción de RAS aumentó significativamente en volumen y diversidad de especies. De hecho, hoy se producen así más de 10 especies convirtiéndose también en un elemento crucial en la producción de larvas y juveniles.

Por otra parte, debido a que muchas especies acuáticas ya están siendo sobreexplotadas por las pesquerías, se considera que los sistemas de recirculación son una tecnología clave que ayudará al sector de la acuicultura a satisfacer las necesidades de estos rubros en las próximas décadas.

Si deseas saber más sobre el panorama actual y la perspectiva futura de la cría de peces en el mundo te invitamos a revisar nuestro artículo sobre el tema titulado "La acuicultura".

Importancia de los RAS para una acuicultura sustentable

sistema de recirculación de agua tanque

La acuicultura ha demostrado tener el suficiente potencial para contribuir a la producción de proteína animal, atendiendo a la demanda de la población. Es por esto, que los sistemas de producción acuícolas basados en sistemas de recirculación de agua son una excelente alternativa; especialmente en regiones donde el agua y las tierras para producción son escasas.

En este sentido, estos sistemas de recirculación garantizan un ambiente adecuado para promover el crecimiento de organismos acuáticos, además del control eficiente de los parámetros físico-químicos del agua; siendo presentados como una solución para:

  • Disminuir el impacto ambiental generado por los cultivos acuícolas.
  • Permitir un mayor control de las enfermedades.
  • Promover una acuicultura sustentable.

En efecto, a través de la implementación de los sistemas RAS se fomenta la acuicultura a cualquier escala y en cualquier lugar, incluso en áreas urbanas y el desierto, contribuyendo significativamente a la producción de alimentos en áreas donde aún existe un alto grado de marginación, mejorando así la condición económica y calidad de vida de quienes se vean involucrados.

Ventajas del sistema de recirculación de agua

Condiciones de cultivo óptimas

En un sistema de recirculación de agua el productor tiene un control completo de todos los parámetros del agua como pH, salinidad, temperatura, oxígeno, etc., lográndose así:

  • Una estabilidad de las condiciones óptimas de cultivo.
  • El pez se sentirá menos estresado para maximizar la conversión de alimento y brindar un óptimo crecimiento.

sistema de recirculación acuícolas

Posibilidad de cultivar todo el año

Además, el control de las variables ambientales principalmente de la temperatura es un hecho que permite:

  • El crecimiento de las especies durante todo el año.
  • Se maximiza la producción.
  • Se permite la rápida rotación del producto.

Bajo consumo de agua continental

La cantidad de agua que se renueva en un RAS es de un 10 % lo que supone un beneficio teniendo en cuenta el limitado recurso que es el agua.

sistema de recirculación de agua

Reduce la transmisión y propagación de enfermedades

Debido al limitado uso de agua nueva, además de su condición de sistemas cerrados, es posible utilizar compuestos químicos como medicamentos para el tratamiento de patologías dado que el agua puede ser tratada antes de reutilizarla.

Disminuye en forma considerable los contaminantes al medio ambiente

Los vertidos al ambiente son mínimos y carecen de cualquier componente perjudicial, debido a que el agua ha sido adecuadamente filtrada y depurada.

Ahorro de espacio y flexibilidad de localización

Se requiere de poco espacio para su construcción también la producción se puede localizar en lugares ventajosos para el productor, cerca del mercado o los proveedores, lo que supone la reducción de los costos de transporte y la pérdida de producto durante el mismo.

Sistema de filtrado en RAS

Integración con otros cultivos

Existe la posibilidad de integrar los cultivos con otras actividades como el cultivo de vegetales comestibles u ornamentales, con el fin de utilizar el agua que contienen los compuestos generados por los peces tan necesarios para el desarrollo de las plantas (principalmente nitrato).

Integración de acuaponia con RAS

Optimización de costos

Al no depender de las condiciones del medio natural se pueden estimar las tasas de crecimiento y alimentación, de igual forma planificar la producción en los períodos más beneficiosos para el productor; como resultado se logra un ahorro en los costos productivos que optimiza el rendimiento de la planta.

Desventajas de los sistemas de recirculación de agua

Alta inversión inicial

Los sistemas de recirculación en cultivos acuáticos normalmente demandan una considerable inversión inicial en materiales e infraestructura.

Instalaciones de RAS

Altos costos de operación

La necesidad de contar con la electricidad todo el año y los costos de mantenimiento del sistema eleva los costos de operación, por lo que este tipo de cultivo debe ser enfocado tomando en cuenta:

  • Especies de interés comercial.
  • De buen valor en el mercado.
  • Ser conducido de tal forma que optimice el uso de las instalaciones y la producción.

Necesidad de personal altamente capacitado

Se requiere personal entrenado para la instalación, uso y mantenimiento de estas unidades, así como para solucionar problemas de forma total y correcta en el uso del sistema de recirculación.

Aumento del volumen de desechos

Al utilizar una gran biomasa de peces y una buena cantidad de alimento se produce un aumento en los desechos en un RAS, no cabe duda que de no contemplarse esta situación se pudiera generar un impacto ambiental.

Residuos solidos de sistema RAS
Lodos resultantes de la filtración del agua en un sistema de recirculación o RAS.

Aplicaciones del sistema RAS

El uso de los RAS se ha implementado en la acuacultura cada vez con mayor frecuencia considerándose tecnologías limpias y ambientalmente adecuadas. De hecho actualmente los sistemas RAS se usan a nivel industrial principalmente en las siguientes áreas:

  • Para la producción intensiva (engorde) de peces como tilapia, bagre africano, anguila, trucha y salmón, principalmente en regiones de clima templado del continente americano y Europa.
cría intensiva de tilapia en RAS
Producción de tilapias en sistemas de recirculación de agua.
  • En la producción de moluscos y crustáceos (camarones) a nivel comercial:
    • Aminorando las descargas al ambiente propios de este tipo de cultivo.
    • Además de excluir los patógenos del sistema y mantener estable los parámetros del agua.
  • En el acondicionamiento de reproductores tanto de peces como de moluscos en cultivo.
sistema RAS en estanques rectangulares
Producción de almejas en sistema de recirculación de agua.
  • En la producción de semillas y cría de larvas de peces y moluscos marinos.
  • En sistemas de Acuaponia: una forma especial de acuicultura que combina la cría de animales acuáticos con el cultivo de plantas en agua (hidroponía), mediante la recirculación continua del agua a través del sistema.

Sistema de recirculación integrado con acuaponia

En la cría de peces ornamentales: el cultivo de peces en acuarios son una forma de RAS en los que la calidad del agua se controla muy cuidadosamente y la densidad de población de los peces es relativamente baja.

Si deseas saber más sobre los sistemas acuapónicos y su integración con la cría de peces te invitamos a revisar nuestra entrada específica sobre "La acuaponía".

Selección de especies para RAS.

robalo en sistema de recirculación de agua

Un sistema de recirculación es costoso de construir y de operar, además hay competencia en los mercados del pescado por lo que la producción debe ser eficiente para obtener ganancias.

Esencialmente, el objetivo es vender el pescado a un alto precio y al mismo tiempo mantener los costos de producción en el nivel más bajo posible.

Por lo tanto, seleccionar las especies adecuadas para producir en este tipo de sistema es de gran importancia.

Aunque hay muchas especies para cultivar solo algunas de ellas se convierten en éxitos reales a escala mundial, es por ello que el éxito y las fallas en el cultivo de estas especies dependen mucho de las condiciones del mercado.

En este sentido dependiendo de su viabilidad comercial, las especies con potencial para cultivarse en un sistema RAS se han clasificado en diferentes categorías:

Especies con buen rendimiento biológico y condiciones aceptables de mercado

Esto hace que sean de interés para la producción a un tamaño comercial en RAS:

  • Salmón del Atlántico (smolt) (Salmo salar).
  • Anguila (Anguila anguila).
  • Trucha (Oncorhynchus mikyss).
  • Robalo (Dicentrarchus labrax).
  • Mero (Epinephelus spp.).
  • Camarón blanco (Litopenaeus vannamei).
  • Esturión (Acipenser spp.).
  • Lenguado (Solea solea).
  • Rodaballo (Scophthalmus maximus).
  • Jurel. (Seriola lalandi).

Especies para cría en RAS

Especies que han sido empleadas con éxito en RAS

Si bien han sido empleadas con éxito, pero los bajos precios en el mercado hacen que sean difíciles de producir con ganancias, siendo necesario realizar esfuerzos de marketing y ventas:

  • Bagre africano (Clarias gariepinus).
  • Barrabundi (Lates calcarifer).
  • Carpas (Cyprinus carpio).
  • Tilapias (Oreochromis sp).
  • Pangasios (Pangasius bocourti).

Especies para cría en RAS

Peces difíciles de cultivar a una escala comercial en RAS

Se caracterizan por ser difíciles de cultivar debido a su complejo manejo biológico o/y a las difíciles condiciones del mercado:

  • Bacalao del Atlántico (Gadus morhua).
  • Salmón del Atlántico (adulto) (Salmo salar).
  • Cobia (Rachycentron canadum).
  • Lucioperca (Sander lucioperca).
  • Atún rojo (Thunnus thynnus).

Especies para cría en RAS

Especies más cultivadas

En teoría cualquier organismo acuático puede criarse en un sistema de recirculación, pero en la práctica la acuicultura de recirculación está dominada por unas pocas especies principalmente peces.

Especies dominantes

Asimismo estas incluyen varias especies de cíclidos tropicales conocidos colectivamente como:

  • Tilapia. (Oreochromis sp.).
  • El robalo rayado o lubina rayada. (Dicentrarchus labrax).
  • Trucha arcoíris.(Oncorhynchus mikyss).
  • La perca amarilla. (Perca flavescens).
Tilapia Lubina rayada. Trucha arco iris y Perca amarilla
Arriba: a la izquierda, tilapia, a la derecha, lubina rayada; y abajo a la izquierda, trucha arco iris y a la derecha perca amarilla.

Si desea saber más sobre la cría de tilapias sistemas de acuicultura le invitamos a ver nuestro artículo sobre el tema titulado "Cultivo de la tilapia".

Especies producidas en Países bajos

Por otro lado, en los Países Bajos se producen empleando RAS las siguientes especies:

  • Bagre africano (Clarias gariepinus).
  • La anguila (Anguila anguila).
  • El rodaballo.
  • El lenguado. (Scophthalmus maximus).
  • El esturión (Acipenser spp.).
  • El pez rey de cola amarilla. (Seriola lalandi).

Adicionalmente cada vez hay más criaderos de dorada (Sparus aurata), salmón y otras especies que utilizan el RAS para reducir el agua, el consumo de energía y la emisión de nutrientes.

Esturiones y Anguilas en sistemas RAS
A la izquierda cría de Esturión y a la derecha cría de Anguilas, ambos en sistemas de recirculación o RAS.

Especies producidas en Estados Unidos

Del mismo modo en los Estados Unidos esta industria acuícola está dominada por dos especies:

  • Bagre de canal (Ictalurus puntactus).
  • Trucha arcoíris (Oncorhynchus mikyss).

Así estas especies presentan una elevada demanda y los requisitos para su cultivo son bien conocidos caracterizándose porque:

  • Los alevines están disponibles casi todo el año.
  • Toleran el hacinamiento y estrés.
  • Son resistentes a enfermedades.
  • Crecen rápidamente a un tamaño comercial.

Especies de agua fría

Aunque los RAS generalmente no son adecuados para criar especies de agua fría; En el caso del salmón y trucha debido a que requieren de agua limpia y fría, el valor comercial de estas especies ha incentivado el desarrollo del ciclo completo en instalaciones terrestres. Por supuesto, empleado sistemas de recirculación.

Características de la tecnología RAS

Fundamentos del sistema de recirculación de agua

En un sistema de recirculación de agua los peces se mantienen en tanques, realizando recambios diarios para mantener una calidad de agua adecuada a fin de garantizar el máximo bienestar y crecimiento de los peces.

Sin embargo, a diferencia de un sistema de cultivo abierto en un RAS el agua que se descarga del tanque de los peces no es desechada, sino que fluye a un filtro mecánico para eliminar los residuos sólidos provenientes de las excretas de los peces y del alimento.

Componentes de un sistema RAS
Componentes básicos de un sistema RAS.

Luego el agua pasa a un filtro biológico para eliminar las sustancias orgánicas disueltas y compuestos nitrogenados, por último, es aireada y desgasificada para eliminar el dióxido de carbono antes de ser enviada nuevamente al tanque de cultivo.

Si deseas saber cuáles son los aspectos claves en la formulación de alimento balanceado para acuicultura puedes revisar nuestro artículo sobre el tema titulado "Alimentos para acuicultura".

En pocas palabras este es el principio básico de la recirculación, aunque se pueden agregar otras instalaciones, dependiendo de los requisitos de cada cultivo tales como:

  • La oxigenación con oxígeno puro.
  • Desinfección con luz ultravioleta u ozono.
  • Regulación automática del pH.
  • Intercambio de calor.
  • Desnitrificación.

Componentes y procesos básicos del sistema RAS

De un modo simplificado se puede fraccionar un sistema de recirculación en cinco componentes básicos, cada uno de los cuales forma parte de los procesos físicos, químicos y biológicos que ocurren en las unidades de tratamiento del agua:

  • Tanques de cultivo.
  • Filtros mecánicos para la remoción de los sólidos.
  • Filtros biológicos para la remoción de compuestos nitrogenados.
  • Sistema de aireación/oxigenación.
  • Sistema de bombeo.

Tanques de cultivo

El diseño de los tanques debe ser apropiado para la especie de cultivo considerando la profundidad, forma, tamaño y capacidad auto limpiante del tanque.

tanques para cría de peces en construcción

Cabe destacar que los tanques redondos facilitan la concentración de los residuos sólidos hacia el drenaje central, así el agua entra en sentido tangencial a la pared del tanque originando una corriente circular de agua, facilitando la concentración de los sólidos decantados hacia el drenaje central.

cria de peces en sistema de recirculación de agua
El flujo de agua circular en un tanque redondo facilita la remoción de sólidos por el drenaje central.

Por otra parte, algunos sistemas usan tanques rectangulares u ovales, que posibilitan un mejor aprovechamiento del espacio comparado con los tanques circulares, pero que no tienen ninguna ventaja en la remoción de sólidos.

En lo que respecta a los tanques alargados la inclusión directa de oxígeno no es eficiente y es más costosa, en efecto en los tanques circulares es más sencillo y óptimo, debido a que la columna de agua está mezclándose constantemente permitiendo el mantenimiento de un nivel de oxígeno uniforme.

Filtros mecánicos para la remoción de sólidos

Los sólidos generados en los tanques de cultivo (heces y sobras de alimento) son la principal fuente de residuos orgánicos del sistema, de hecho, se estima que cada 100 kilos de ración pueden generar entre un 20 y 30 % de sólidos.

desechos en cultivos acuícolas con sistemas de recirculación de agua
Desechos del cultivo.

Conviene señalar que su remoción es sumamente importante debido a que pueden bloquear las tuberías del sistema, las bombas y el equipo de filtrado; por otra parte, estos desechos son los que se descomponen y consumen el oxígeno del agua, produciendo amoníaco y ejerciendo además una actividad oxidativa sobre los filtros biológicos.

En este sentido, la filtración mecánica del agua de salida de los tanques de peces ha probado ser la única solución práctica para remover los productos de desechos orgánicos.

Es por ello que, de acuerdo con el mecanismo de separación de los sólidos, los filtros se pueden dividir en las siguientes categorías:

Separadores por gravedad

Funcionan con el principio de la sedimentación y por lo tanto de la velocidad de sedimentación de las partículas, esta forma de separación generalmente se acopla con otra que pueda remover sólidos más finos que no pueden ser retirados por sedimentación.

tanque de sedimentación filtro

Filtros de medio granular (medio poroso)
  • Este tipo de filtros consisten en una fase fija de medio granular sólido, generalmente arena o partículas plásticas de pequeño diámetro (≤ 5mm).
  • El agua pasa a través del filtro mientras los sólidos son retenidos en los intersticios del medio granular.
  • El medio tiene que lavarse con frecuencia para evitar que se obstruya por la acumulación de los sólidos.

filtro de grava para RAS

Filtros de pantalla (filtro de tambor rotatorio, filtros triangulares)

Utilizan una serie de mallas por las que pasa el efluente interceptando las partículas mayores al tamaño de la luz de la malla.

tambor rotatorio filtro físico
Filtro del tambor rotatorio y detalle de su funcionamiento.
Unidades de flotación (fraccionador de espuma)
  • Estas unidades remueven sólidos muy finos y sustancias coloidales como proteínas.
  • Los compuestos son adsorbidos en la superficie de las burbujas.
  • Son sacadas fuera del sistema por el extremo superior de la columna de agua por rebosamiento.
fraccionador de espuma o unidad de flotación RAS
Fraccionador de espuma y detalle de su funcionamiento.

En la siguiente figura se puede observar el intervalo de tamaño de las partículas que se pueden separar con cada tipo de filtro (modificado de Timmons, et al. 2002).

relación entre el tipo de filtro y el tamaño de partículas RAS

Biofiltros

Biofiltro en sistema de recirculación acuícola

Una vez removido el máximo de los sólidos el agua debe ser dirigida hacia los filtros biológicos o biofiltros. En estos, donde se eliminan los compuestos nitrogenados productos del metabolismo de los peces y la descomposición del alimento no consumido.

Estos filtros consisten en una caja, tanque o jaula lleno previamente de un sustrato donde ocurren varios procesos biológicos tales como la mineralización, nitrificación y desnitrificación.

Si deseas aprender más sobre el desarrollo de cultivos comerciales de cachama revisa nuestro artículo titulado: "El cultivo de la cachama".

La mineralización

La mineralización ocurre por parte de las bacterias heterótrofas que utilizan los compuestos orgánicos excretados por las especies bajo cultivo como fuente de energía, convirtiéndolos en simples compuestos principalmente amoníaco.

La nitrificación

La nitrificación es llevada a cabo por las bacterias autótrofas que promueven la oxidación del amoníaco a nitrato, así este proceso se lleva a cabo en dos partes:

  • Primera parte: el amonio producto de los desechos de los peces y del alimento no consumido, es oxidado a nitrito mediante la acción de bacterias Nitrosomonas.
  • Segunda parte: ocurre la oxidación de nitrito a nitrato realizado por bacterias Nitrobacter.
reacción de nitrificación-en-agua
Reacción de nitrificación.
Desnitrificación

Es el tercer y último estado de la filtración biológica, en este proceso el nitrito o el nitrato es convertido por bacterias anaeróbicas facultativas a nitroso y nitrógeno libre.

  • Esta última etapa se emplea solamente cuando se cultivan especies muy sensibles al nitrato.
  • La eficiencia de la nitrificación dependerá del diseño y construcción del filtro biológico.
  • En los biofiltros se pueden utilizar diversos tipos de sustrato.
  • Los más comunes son la arena gruesa, guijarro, esferas o cilindros de plástico y trozos de telgopor.
biofiltro con materiales filtrantes adicionales
Biofiltro y materiales filtrantes utilizados en el biofiltro.
Sustrato

Cada tipo de sustrato posee una superficie específica disponible para la fijación de las bacterias (expresada en m2) por cada metro cúbico de volumen de sustrato, de esta manera cuanto menor sea la partícula mayor superficie específica será la del sustrato.

Por ejemplo:

  • Un metro cúbico de arena fina posee una superficie de contacto equivalente a 5.000 m2, o sea, la superficie específica de arena fina es de 5.000 m2/m3.
  • Para la arena gruesa este valor es de 2.300 m2/m3.
  • Las esferas plásticas de 3 mm poseen superficie específica próxima a 1.700 m2/m3.

Tipos de biofiltros

Existen varios tipos de biofiltros en el comercio siendo éstos principalmente de 2 tipos:

Emergentes

Cuando el sustrato no permanece inundado por la tasa de flujo de agua como por ejemplo el filtro húmedo - seco y el filtro de tambor rotatorio.

Sumergidos

Cuando el sustrato permanece inundado por agua en forma expandida, empacada o expandible (expandida y empacada aleatoriamente) tales como:

  • Filtros de cama dinámica.
  • Filtros de lecho fluidizado.
  • Los filtros de microcuentas.
  • Y los filtros de cuentas plásticas.

Es importante señalar que los filtros biológicos rotatorios y los filtros de lecho han probado ser los más efectivos para la remoción del amoniaco.

filtro de tambor rotatorio y filtro de lecho fluidizado
A la izquierda: filtro de tambor rotatorio, a la derecha, filtro de lecho fluidizado.

Asimismo, los biofiltros deben ser cuidadosamente diseñados para evitar la limitación por oxigeno o la carga excesiva de sólidos, demanda bioquímica de oxígeno (DBO) o amoníaco, por lo que se recomienda acudir a un especialista para su instalación.

Sistema de aireación/oxigenación

Luego de pasar por el biofiltro el agua debe ser aireada u oxigenada de tal modo que se reponga el oxígeno consumido y se remueva el gas carbónico generado por la respiración de los peces, la descomposición de la materia orgánica y por el proceso de nitrificación.

En este sentido el término aireación se utiliza refiriéndose a la disolución del oxígeno de la atmósfera en el agua, siendo lo opuesto al proceso de adición de oxígeno puro al agua conocido como oxigenación.

Por esta razón para la aireación se utilizan tecnologías como:

  • Agitadores.
  • Sopladores.
  • Tubos Venturi.

Por otra parte, para oxigenación se utiliza dos tipos de tecnologías tales como:

  • Oxigeno no presurizado.
  • Oxigenador de cono y tubos en U.
  • Oxigeno presurizado (Torre presurizada con aspersor y columna empacada presurizada).
cono de oxigeno de alta presión
Cono de oxígeno de alta presión.

Es necesario destacar que los aireadores y difusores, que han sido inadecuadamente dimensionados o posicionados, pueden provocar excesiva agitación dentro de los tanques de cultivo resuspendiendo y fraccionando los residuos sólidos.

Por ello es preferible concentrar la aireación en otros puntos del sistema particularmente después del filtrado de los sólidos en suspensión.

Sistema de bombeo

Debe tomarse en cuenta que en algún punto del sistema es necesario instalar bombas para retornar el agua tratada y reoxigenada hacia los tanques de cultivo.

De forma tal que los tipos de bombas más comunes son las bombas centrífugas, de flujo axial y de transporte aéreo o airlifts.

Bombas centrífugas

Son las más empleadas en RAS, estas bombas funcionan por el empuje generado en el cabezal de la bomba que hace girar el agua a alta velocidad.

De manera que en la mayoría de los casos la bomba se colocará fuera del tanque, pero en algunos sistemas más pequeños se puede usar una bomba sumergible.

bombas de flujo axial
Bomba centrifuga externa y bomba sumergible bombas de flujo axial.
Bombas de flujo axial

Las bombas de flujo axial se utilizan en instalaciones con recirculación de agua de mayor escala, principalmente porque tienen mejores eficiencias de bombeo que las bombas centrífugas en condiciones de poca elevación (<10 pies o 3 m), son accionadas por una hélice montada en un eje del motor dentro de una tubería vertical.

Airlifts

Las bombas de transporte aéreo o airlifts se caracterizan por:

  • Operar a partir de la diferencia de densidad entre la columna de agua y una columna con una mezcla de aire/agua.
  • Ser impulsada por un soplador de aire externo, la bomba de transporte aéreo consiste físicamente en un segmento vertical de tubería de PVC con un puerto de inyección de aire.
  • Son capaces de mover grandes volúmenes de agua a elevaciones extremadamente bajas.
Funcionamiento de una bomba airlifts.
Funcionamiento de una bomba airlifts.

Es de vital importancia que las dimensiones de las bombas y las tabulaciones sean efectuadas por profesionales con buen conocimiento de hidráulica, para evitar sub o súper dimensionar el sistema hidráulico del emprendimiento.

Otros componentes del sistema

Equipo de desinfección de UV

La desinfección por medio de luz ultravioleta (UV) es un mecanismo rápido, confiable y eficiente para la eliminación de microorganismos patógenos tales como bacterias, virus y protozoos, dañando su ácido nucleico o ADN.

En consecuencia, se trata de un proceso físico que se caracteriza por:

  • No generar compuestos tóxicos a diferencia de otros desinfectantes químicos (cloraminas, clorofenoles, etc.).
  • Mantiene inalterada las características organolépticas del agua.
  • Es un método de desinfección amigable con el medio ambiente.
filtro de luz ultra violeta cerrado
Sistemas UV cerrados.
Esterilización por ozono

El ozono (O3) es un gas natural (atmósfera superior) que consta de tres átomos de oxigeno, por lo tanto es un poderoso agente oxidante, entonces puede usarse para destruir organismos no deseados por la fuerte oxidación de la materia orgánica y los organismos biológicos.

Cabe destacar que el ozono debe usarse con precaución debido a que:

  • Es directamente tóxico para la vida acuática.
  • Puede formar productos nocivos (hipoclorito, hipobromito).
  • Se requieren mediciones cuidadosas del potencial redox y equipos de inyección especiales para determinar y controlar el ozono.
Generador de ozono
Generador de ozono.
Control y automatización del sistema

El manejo de los RAS se vuelve complejo debido a la cantidad de parámetros que se deben controlar sobre todo en instalaciones de gran envergadura, por lo cual en muchos casos se requiere automatizar al máximo los procesos, con la finalidad de poder tener sistemas de avisos y de control que nos ayuden a mantener el sistema funcionando las 24 horas del día los 365 días del año.

soffware y harware para automatizar procesos en RAS

Parámetros de calidad de agua más importante en RAS

La calidad del agua es crítica en cualquier cultivo acuícola y adquiere especial importancia cuando se habla de un RAS, debido a que se utiliza la misma agua una y otra vez.

Por lo tanto, existen más de 40 parámetros de calidad de agua que pueden ser usados para determinar la calidad de agua en acuicultura, pero solo unos pocos son controlados tradicionalmente en un RAS dado que pueden cambiar rápidamente, sobre todo debido a que los procesos que allí ocurren afectan la sobrevivencia del pez.

Entre los parámetros que deben ser monitoreados normalmente en RAS se encuentran:

  • Oxígeno disuelto (OD).
  • Amonio.
  • Dióxido de carbono.
  • pH.
  • Alcalinidad.

Oxígeno disuelto (OD)

medidor de oxigeno disuelto

Para la acuicultura intensiva es prudente mantener el agua entrante tan próxima como sea posible a la saturación total de OD (100 %), es decir a su máxima solubilidad a una temperatura dada.

Ciertamente los sistemas de recirculación acuícolas son sistemas vivos que necesitan oxígeno no solamente para la respiración de los peces; sino también para la de las bacterias del biofiltro que oxidan los desechos nitrogenados que producen los peces.

Por otra parte, las bacterias necesitan al menos 2 mg/L de 02 para realizar la nitrificación, por ello es importante asegurar una concentración de oxígeno adecuada para los peces y para el mantenimiento del biofiltro.

Es de resaltar que los niveles de oxígeno pueden variar rápidamente en el sistema, pudiendo pasar de niveles óptimos a niveles letales (< 2 mg/l) en cuestión de horas.

En efecto uno de los primeros efectos observables ante niveles bajos de oxígeno es el cese de la natación y la alimentación, por lo que niveles bajos (2-3 mg/L) provocarán menores tasas de conversión del alimento y consecuentemente un menor crecimiento.

Amonio

El principal desecho excretado por los peces es el amonio y puede encontrarse en su forma ionizada NH4+ o en su forma des ionizada NH3 que es la forma más tóxica; la suma de ambos suele llamarse nitrógeno amoniacal total (TAN).

Por este motivo el amonio se acumula en el agua de cultivo como un producto del metabolismo de las proteínas en los peces, en efecto puede alcanzar concentraciones toxicas si no es eliminado adecuadamente.

De igual forma la cantidad de amonio en el agua depende de los niveles de pH, encontrándose que a mayor pH el porcentaje de amonio en la forma NH3 aumenta como se observa en la siguiente figura.

Tipo de nitrógeno intercambiable predominante de acuerdo al pH

Relación de equilibrio entre amonio des ionizado (NH3) y ionizado (NH4+) a 20 °C, el amonio toxico está ausente a pH 7 pero incrementa rápidamente si aumenta el pH.

En este sentido a bajas concentraciones este elemento es tóxico para los peces, así sus concentraciones letales varían según la especie cultivada, pudiendo variar desde 0,08 mg/L para peces como los salmónidos hasta 2,2 mg/L para las carpas.

Por consiguiente, la acumulación de NH3 puede provocar:

  • Daño branquial.
  • Menor fecundidad.
  • Tener efectos sobre el sistema nervioso e inmune.

Es por ello que el amonio ha sido tradicionalmente tratado en recirculación con biofiltros, los cuales están diseñados para promover comunidades microbiales que realizan el proceso de nitrificación, transformando el amonio a nitrato (NO3) que es el menos toxico de los compuestos nitrogenados.

Dióxido de carbono (CO2)

La principal fuente de CO2 en sistemas productivos es el metabolismo aeróbico de los peces, aunque algunos afluentes presentan altas concentraciones y/o variabilidad que puede generar problemas; particularmente en el caso de los RAS, la cantidad de CO2 que pueden generar las bacterias heterótrofas al descomponer la materia orgánica puede ser considerable.

Cabe destacar que la concentración de CO2 en aguas en equilibrio con el aire es 0,3-1 mg/L.

Asimismo, altas concentraciones de CO2 pueden tener los siguientes efectos:

  • Afecta negativamente la fisiología del pez.
  • Disminución de la capacidad de transportar O2 en la sangre.
  • Incremento de frecuencia respiratoria.

Por otra parte, el aumento en la concentración de CO2 causa:

  • Disminución de pH, lo que a su vez puede incrementar la toxicidad de sulfuro y cianuro.
  • También influye en la movilización de los iones de metales como el aluminio hacia su forma lábil y más tóxica.

pH

Este parámetro es de gran importancia y representa la concentración de iones de hidrógeno en el agua, los valores de pH se miden en una escala de 0 a 14.

Es importante resaltar que los peces pueden tolerar un rango de pH entre 6 y 9,5 dependiendo de la especie a cultivar.

escala de ph
Escala de pH indicando el rango de tolerancia para los peces y óptimo para la nitrificación. Tomado de Sedano y Anguis (2016).

Naturalmente en un sistema de recirculación tiende a declinar, debido al CO2 presente producido por la respiración de los peces y las bacterias dentro del sistema de biofiltro.

En este sentido el principal proceso biológico afectado por la variación del pH es el intercambio de gases (respiración) que se produce en las branquias; teniendo en cuenta que en estas la separación existente entre la sangre y el agua es mínima y el intercambio gaseoso será más efectivo a pH 7,4 (pH de la sangre=7,4).

Alcalinidad

La alcalinidad es una medida de la capacidad de amortiguación del pH o la capacidad neutralizadora de ácido del agua.

Asimismo, la alcalinidad se suele expresar en cantidad de carbonatos en el agua y se estima que entre 50 y 100 mg/L de carbonato es suficiente para neutralizar la acidez producida en el agua; de hecho, esto puede automatizarse mediante dispositivos que controlan el pH o adicionar una cantidad de bicarbonato equivalente al 20 % de la dieta.

Por lo tanto, algunos sistemas industriales con volúmenes de agua muy grandes usan dispositivos automáticos de regulación del pH con sosa (NaOH), así la sosa neutraliza los ácidos muy eficientemente (es una base fuerte) pero puede crear fuertes subidas de pH por lo que estos sistemas deben estar muy controlados.

Bomba reguladora de pH automatizada
Bomba para regulación de pH por dosificación de NaOH. La bomba puede ser conectada a un sensor para regulación automática del nivel de pH.

Monitoreo de parámetros de calidad de agua

Existen equipos sensibles que pueden ser utilizados en las mediciones de oxígeno disuelto (denominados oxímetros) que hoy en día se encuentran disponibles en el mercado, en efecto la mayoría de los medidores de oxígeno y pH disponen además de registros de temperatura.

En lo que respecta a la temperatura pueden utilizarse los termómetros tradicionales que también permiten un registro fácil y diario de esta variable, por otro lado, los medidores de pH son conocidos como peachímetros y están disponibles también en el mercado.

Sin embargo, el resto de los parámetros no necesitan ser diariamente controlados puede hacerse en forma semanal o periódica y por medio de kits de medición.

calidad del agua evaluar o medir
Equipos para la medición de parámetros de calidad de agua.

Niveles adecuados de los parámetros de calidad de agua en RAS

A continuación, se resumen los niveles adecuados de los parámetros de calidad de agua más importantes en RAS y frecuencia de monitoreo:

Parámetro Adecuado para los peces Adecuado en el biofiltro Nivel de alerta y letal Cuando y donde monitorear
Oxígeno disuelto >4,0 mg/L >4,0 mg/L < 3,0 mg/L Continúo para cada tanque y en el agua de retorno a los tanques.
pH 7,0-8,0 7,5-8,5 < 6,5

Letal < 5,0

Una vez por día a su inicio, en agua de retorno a los tanques luego de la aireación, entrada y salida de biofiltros.
Dióxido de carbono <5 mg/L <5 mg/L >20 mg/L Cada 2-3 días al principio del día, salida y entrada del biofiltro.
Amoniaco total < 0,2 mg/L >0,6 mg/L

Letal <3mg/L

Una vez por día junto al pH, en línea de abastecimiento de tanque, entrada y salida de biofiltros.
Alcalinidad >100 mg CaCO3/L <30 mg/L Por lo menos 1 vez por semana en el agua del sistema.
Nitrito <0,3 mg/L >1 mg/L

Letal>5 mg/L

Diariamente en el agua de cada tanque, semanalmente en entrada y salida de biofiltros.
Nitrato <50 mg/L >400 mg/L Semanalmente en el agua de cada tanque.

Manejo de los peces en RAS

Siembra de los peces

El manejo de los peces comienza antes de que los peces se introduzcan en el sistema de recirculación para lo cual en primer lugar los alevines deben ser comprados a un productor con reputación que practique selección genética y manipule y transporte a los peces con cuidado.

Luego, los peces deben ser revisados por parásitos y enfermedades antes de ser introducidos en el sistema, por ello es recomendable que el pez nuevo sea puesto en cuarentena para que las enfermedades no sean introducidas al sistema; sobre todo porque una vez que las enfermedades se introducen en un RAS son generalmente difícil de controlar y el tratamiento puede interrumpir el equilibrio del biofiltro.

Además, los peces que entran en el sistema generalmente tienen que ser gradualmente aclimatados a la temperatura y el pH del sistema.

Adicionalmente los sistemas de recirculación acuícolas son costosos, para buscar la economía se exige que las unidades de producción se mantengan a una capacidad casi máxima, por esta razón los cronogramas de producción deben planificarse cuidadosamente.

Por ejemplo, en un sistema de tilapia con aireación los alevines se almacenarían a una densidad aproximada de 30 g / L, a medida que crecen deben ser transferidos a otros tanques para que no excedan los (60 g / L), así esta producción por fases también asegura un suministro continuo para el mercado.

Es de resaltar que los peces no crecen todos al mismo ritmo, por lo que cuando se transfieren deben ser clasificados por tamaño.

Alimentación

alimento balanceado para peces

En un RAS se requiere el alimento debe cumplir con las siguientes características:

  • Debe ser un alimento completo que contenga todos los minerales y vitaminas esenciales para el crecimiento de un pez saludable.
  • Debe ser formulado específicamente para las especies de peces que se crían.
  • Las especies de peces diferentes tienen diferentes requerimientos nutricionales, particularmente de la calidad y cantidad de proteína necesaria para optimizar el crecimiento.

En este sentido, para alimentar los peces deben tomarse en cuenta los siguientes aspectos:

  • Utilizar un alimento comercial de pellets secos y flotantes para que la actividad se pueda observar fácilmente en la superficie del agua.
  • El tamaño del pellet debe corresponder con el tamaño del pez para maximizar el consumo y minimizar el desperdicio.
  • El alimento debe ser tamizado o examinado previamente para eliminar el polvillo, debido a que las partículas de alimento desmenuzadas añaden una carga de residuos en los filtros de partículas y biológicos.

pellets de alimento para peces

Cantidad de alimento

La cantidad de alimento que debe ofrecerse a los peces o tasa de alimentación generalmente se basan en tamaño del pez, así los peces pequeños consumen un mayor porcentaje de su peso corporal por día que los peces más grandes.

Por tal razón existen tablas ofrecidas por los fabricantes de alimento que toman en cuenta:

  • Las especies de peces.
  • El tamaño de los peces.
  • La temperatura del agua.

Para ilustrar esto en alevines se recomienda una tasa de 3 a 4 % de su peso corporal por día hasta que alcancen 115 a 250 gr, luego un 2 a 3 % de su peso corporal hasta ser cosechado.

Reglas de alimentación

Una regla general para la alimentación de peces en cultivo es dar la cantidad de alimento que los peces consumirán en 5 a 10 minutos. No obstante, este método puede conducir fácilmente a:

  • Sobrealimentación.
  • El aumento de desechos lo que degrada la calidad del agua y puede sobrecargar el biofiltro.

Para maximizar el crecimiento se recomienda:

  • Alimentar con un horario regular a la misma hora cada día.
  • Realizar alimentaciones frecuentes (varias veces al día), se ha demostrado que se obtienen mejores tasas de crecimiento y de conversión del alimento que una sola alimentación diaria.
  • Distribuir el alimento de manera uniforme en todo el tanque de forma manual o mediante alimentadores automáticos, dependiendo del tamaño de las instalaciones.
alimentación de peces manual y automática
Izquierda: alimentación manual, derecha. alimentación con alimentadores automáticos ambos en RAS.

En este sentido, un buen indicador rápido de los problemas con la calidad del agua o de enfermedad es cuando los peces se rehúsan a comer; por ello si los peces dejan de alimentarse repentinamente debe verificarse inmediatamente la existencia de:

  • Altos niveles de amoníaco.
  • Bajas concentraciones de oxígeno.
  • Enfermedades u otros problemas.
  • Temperatura, las tasas de alimentación reducidas ocurren a temperaturas del agua muy altas o muy bajas.

Muestreos de crecimiento

El muestreo se usa para estimar el crecimiento midiendo el peso y/o longitud de un subconjunto de toda la población, así el seguimiento del crecimiento de peces es necesario para:

  • Racionar el alimento.
  • Calcular la densidad del tanque.
  • Proyectar el momento en que el pez estará listo para la venta.

En lo que respecta para la captura puede emplearse una atarraya o un chinchorro, donde la muestra debe representar el 15-20 % de la población.

Una vez obtenida la muestra se procede a realizar las siguientes actividades:

  • Tomar individualmente los valores de longitud total, desde el inicio de la boca hasta el final de la aleta caudal.
  • Determinar el peso de cada ejemplar.
  • Conociendo el peso promedio y el número de peces en el estanque se estima la biomasa total.
  • En base a la cantidad de biomasa obtenida se calcula la ración diaria, si se conoce la tasa de alimentación que generalmente varía del 2 al 5 %.
medir pez
Forma de medir al pez utilizando la longitud total (LT).

Control de enfermedades en RAS

Existen más de 100 enfermedades conocidas de los peces, los organismos conocidos que causan enfermedades y/o parasitan a los peces incluyen virus, bacterias, hongos, protozoos, crustáceos, gusanos planos, lombrices intestinales y gusanos segmentados.

También hay enfermedades no infecciosas como la enfermedad de la sangre café ocasionada por una acumulación del nitrito en la sangre.

Por otra parte, las enfermedades se pueden introducir mediante el agua del sistema, peces nuevos y equipos utilizados en el sistema tales como redes, cestas, guantes que se mueven entre los tanques.

Es por esta razón que los peces nuevos deben estar en cuarentena, revisados por enfermedades y tratados según sea necesario, de igual forma los equipos deben esterilizarse (p. ej., inmersión en cloro) antes de moverlo entre tanques y si es posible, se deben usar redes y cestas para cada tanque para que no contaminen a otros tanques.

Cabe destacar que los signos de estrés y enfermedad más comunes incluyen:

  • Excitabilidad.
  • Peces girando sobre sí mismo.
  • Llagas o decoloraciones en la piel o aletas.
  • Permanecen en la superficie.
  • Natación errática.
  • Reducción de la tasa de alimentación.
  • Boqueando en la superficie.
  • Cese de la alimentación.
  • Mortalidades.
Carpas
Peces carpas boqueando en la superficie en búsqueda de oxígeno.

Asimismo, cuando alguno de estos síntomas aparece, el acuicultor debe verificar la calidad del agua y acudir a un especialista calificado en enfermedades de peces.

Enfermedades más comunes

Las enfermedades más comunes en sistemas de recirculación son causadas por bacterias y protozoos, algunas enfermedades que han sido particularmente problemáticas en los RAS incluyen las enfermedades por:

  • Protozoos: Ichthyophthirius y Tricodina.
  • Bacterias: aeromonas, Streptococcus y Mycobacterium.
enfermedades de peces
A la izquierda: ulceras ocasionadas por bacterias en la piel del esturión. A la derecha, daños en las aletas por aerosomonas.

Efectivamente puede ser posible tratar enfermedades con productos químicos aprobados para peces, pero el tratamiento siempre tiene sus problemas, en relación los sistemas de recirculación los tratamientos químicos pueden interrumpir severamente el funcionamiento del biofiltro.

Por otro lado, las bacterias del biofiltro se inhiben en algún grado por la formalina, sulfato de cobre, permanganato de potasio, y ciertos antibióticos; incluso cambios repentinos en la concentración de sal, disminuirán la eficiencia del biofiltro.

Es por esto que los tratamientos deben ser evitados y cuando se realizan, las concentraciones son menores y los tiempos pueden ser más prolongados.

Análisis comparativo con otras técnicas o tecnologías

Cultivo de trucha en RAS
Cultivo de trucha en RAS en el estado de New York, USA.

Si se compara la producción de 500 toneladas de pescado en un sistema semi-extensivo, aceptado como respetuoso con el medio ambiente y el mismo volumen de peces producidos en un sistema de recirculación tipo RAS, podemos encontrar grandes diferencias en la tasa de conversión de alimento (TCA).

Notablemente en un sistema RAS la "TCA" se sitúa en 1,3 frente al 2,5 del sistema clásico de engorde.

¿Qué significa esto?

Significa que para producir 500 Tm de pescado en un sistema RAS se necesitan 650 Tm de pienso, frente a los 1.250 Tm necesarios para un cultivo semi-extensivo.

De esta manera está claro que al emplear un sistema RAS se obtienen los siguientes beneficios:

  • Los costos de producción para una misma especie se mejoran considerablemente.
  • Se mejora la eficiencia ambiental.
  • Se desaprovecha una menor cantidad de alimento.
  • También se hacen menores aportes al medio ambiente en forma de residuos.

Adicionalmente gracias a los filtros y biofiltros que lleva incorporado el sistema se pueden concentrar estos sólidos, facilitando la retirada y optimizando la gestión de los mismos, hasta el punto de poder darle una utilidad ya sea valorizándolos para ser empleados en agricultura como en otras industrias, por ejemplo, la de biogás.

Menos nitrógeno al medio

Otro valor que muestra la eficiencia medio ambiental de los sistemas RAS lo podemos encontrar en la menor cantidad de nitrógeno aportado al medio de cultivo, la cual puede llegar a un estimado de 21,1 toneladas de nitrógeno por año en un RAS frente a las 40,6 toneladas de nitrógeno por año en un sistema semi-extensivo.

Esto se traduce en una cantidad menor de nitrógeno en el efluente de 10,2 Ton/año del RAS, frente a 34,2 Ton/año del otro tipo de sistema analizado.

Por otra parte, otros datos de consideración son:

  • La menor cantidad de agua que se consume es un 103.820 por ciento menos.
  • El espacio necesario para producir la cantidad de peces de uno y otros sistemas; 7.135 metros cuadrados en sistema RAS frente a 370.370 metros cuadrados, es decir, un 5.191 por ciento menos.

En el siguiente cuadro se muestra un resumen comparativo de algunos parámetros de operación en sistemas RAS y sistema semi extensivo para una producción de 500 Ton/ año de peces.

Tabla resumen para la producción de 500 Ton/año de peces
Tipo de sistema
Sistema RAS Sistema semi-extensivo Unidades
Sólidos en el medio 58,5 375,0 Ton/año
Sólidos eliminados 136,5 0 Ton/año
Caudal necesario 4,4

2.190.000

194,7

97.333.333

m3/Kg/producido

m3/año

Nitrógeno vertido 10 34 Ton/año
Espacio necesario 7.135 370.370 m2

Fuente: modificado de mispeces.com (3 de abril 2020)

Análisis económico: ¿Se pueden obtener buenos ingresos en un RAS?

sistema de recirculación de agua

El debate sobre la viabilidad económica de los RAS se centra principalmente en los elevados costos de capital para iniciar las granjas acuícolas de recirculación, debido a que los costos de operación en estos sistemas (alimentación, alevines, electricidad y trabajo) no son muy diferentes a otros métodos de producción.

Cabe destacar que los costos de construcción de los sistemas de recirculación, incluyendo los equipos usados para llevar a cabo los procesos de recirculación y tratamiento del agua, contribuyen a elevar los costos de capital; por lo que la obtención de ganancias en la producción de peces en RAS dependerá de la reducción de estos costos.

Es por ello que se requiere establecer proyectos de integración vertical como la inclusión de instalaciones de procesamiento, criaderos o fábricas de piensos.

Además, como en toda empresa de acuicultura la decisión de comenzar una producción, así como el tamaño de la unidad de producción que se elige debe basarse principalmente en el mercado.

Estrategias a seguir para una mayor rentabilidad

Se debe escoger una especie de elevado valor comercial o ubicar sus productos en nichos de mercado de alto valor, que no compitan en los mismos mercados de los peces cultivados en estanques tales como:

  • Alimentos gourmet.
  • Peces tropicales u ornamentales.
  • Suministro de producto fresco durante todo el año.

Al mismo tiempo estos mercados caros parecen ser necesarios para el éxito financiero, debido al alto costo de producción de peces en sistemas de recirculación.

Aun cuando el pescado se puede comercializar vivo, lo que reduce las preocupaciones de procesamiento, también se puede vender fresco en hielo o congelado, por otra parte, para expandir la demanda e inducir un mayor precio se pueden comercializar productos de valor agregado como:

  • Ahumado.
  • Marinado.
  • Hervido.
  • En escabeche.

Además de los peces para alimentación humana se pueden establecer criaderos para vender huevos de pescado a otros productores, también para comercializar alevines (2-6 pulgadas) de peces deportivos para su almacenamiento en estanques o producción de peces de acuario con fines ornamentales.

Ejemplos de sistemas RAS exitosos

Producción de smolt de salmón en Chile

Cultivo de smolt de salmón en Chile
Cultivo de smolt de salmón en Chile en RAS. Source: Bent Højgaard.

El crecimiento de la producción de salmón en Chile ha requerido de un aumento en el suministro de smolts de agua dulce para ser almacenados en jaulas para el cultivo en el mar.

Debe señalarse que los smolts se producían en el agua del río o en lagos donde el agua estaba demasiado fría, con el tiempo la introducción de la recirculación ayudó a los cultivadores de smolt a producir grandes cantidades a un costo significativamente menor, así como en condiciones amigables para el medio ambiente.

Adicionalmente las condiciones óptimas de cría dieron como resultado un crecimiento más rápido, haciendo posible producir cuatro lotes de smolt por año en lugar de un lote por año obtenido con la tecnología anterior.

De esta manera este cambio hizo que toda la cadena de producción fuera más dinámica, con un flujo constante de smolt que se almacena en jaulas, desde donde el salmón grande se cosecha a un ritmo constante y a un tamaño correcto para el mercado.

Rodaballo en China

cultivo de rodaballo
Una granja de cultivo de rodaballo en China. Source: AKVA group.

La recirculación de agua salada es un negocio en crecimiento que produce muchas especies como mero, barramundi, pez rey, halibut (Hippoglossus hippoglossus), lenguado, etc., específicamente el rodaballo es una especie muy adecuada para la tecnología de recirculación que también ha sido adoptada por los productores chinos.

De hecho, los resultados de producción de tales instalaciones han demostrado que el rodaballo funciona muy bien en un ambiente completamente controlado.

En lo que respecta a la temperatura óptima para la cría de rodaballo difiere con el tamaño siendo generalmente sensible a los cambios en condiciones de vida, por ello la eliminación de tales cambios aparentemente favorece su cultivo, logrando producirse 2 kilos en dos años en comparación con los 4 años que se requieren en condiciones normales de cría.

Granjas de truchas en Dinamarca

Las estrictas regulaciones ambientales han obligado a los criadores de truchas a introducir nuevas tecnologías para minimizar la descarga de sus granjas, por ello la recirculación fue introducida mediante el desarrollo de las denominadas granjas de peces para aumentar la producción, reduciendo al mismo tiempo el impacto ambiental.

Por tales razones en lugar de usar gran cantidad de agua del río, una cantidad limitada de agua subterránea de las capas superiores se bombean a la granja y se recirculan, por consiguiente, el efecto es significativo encontrándose los siguientes beneficios:

  • Una temperatura del agua más constante durante todo el año.
  • Una instalación moderna.
  • Tasas de crecimiento más altas.
  • Una producción más eficiente.
  • Reducción de gastos con gastos de inversión incluidos.
cultivo de trucha en RAS
Granja modelo en Dinamarca para el cultivo de trucha en recirculación. Source: Kaare Michelsen, Danish Aquaculture.

Una tecnología en constante crecimiento

sistema de recirculación de agua

La demanda a largo plazo de productos acuícolas es excelente, entre las razones que están impulsando un aumento en el consumo de pescado encontramos las siguientes:

  • Un incremento de la población mundial.
  • Una creciente conciencia pública sobre la importancia de los peces en la dieta, en la salud humana y el estado físico.

En consecuencia, las perspectivas de RAS son buenas de hecho varios expertos sostienen que si bien persisten desafíos técnicos y operacionales; esta tendencia va en aumento y llegó para quedarse.

Algunas experiencias

“Las principales razones tienen que ver con las bondades de estar cerca de los mercados, una producción local, trazabilidad de los alimentos, menor contaminación, baja huella de carbono y bajo consumo de agua”, señala Mary Ann Rademacher gerente general de AKVA group Land Based Américas, empresa responsable de proyectos de piscicultura RAS con más de 100 proyectos a nivel mundial.

Por otra parte Roberto Tishler director de AquaMaof, empresa especializada en sistemas RAS con sede en Israel y otras partes del mundo, también cree que “a medida que la tecnología se vuelva más avanzada y probada la demanda de estas instalaciones continuará aumentando”.

Asimismo, este empresario precisa que la capacidad de producir especies de agua fría en condiciones ambientales cálidas y viceversa, es una de las ventajas más importantes de los sistemas RAS y de hecho está impulsando esta nueva forma de producción.

Es de resaltar que durante la última década los sistemas de recirculación se han vuelto cada vez más populares a nivel mundial, Atlantic Sapphire una empresa con sede en Florida, por ejemplo, planea aumentar su producción anual de salmón en instalaciones RAS a 90 millones de kilos.

De forma similar en Finlandia, Finnforel apunta a la producción anual de un millón de kilos de trucha arco iris, lo que lo convierte en uno de los sistemas de recirculación acuícola más grandes del país.

Seguramente los avances continuarán especialmente en Europa, Norteamérica y Asia, donde existe una creciente tendencia por caminar hacia la acuicultura terrestre y la existencia de numerosos proyectos están captando la atención de los acuicultores de todo el mundo.

Conclusiones

Las perspectivas para el uso de los RAS son muy variadas siendo utilizada para investigación en el cultivo de:

  • Peces ornamentales / peces tropicales.
  • Crianza de peces reproductores.
  • Producción de alevines y peces para nichos de mercado costosos.

Sin embargo, los emprendimientos en este tipo de sistema resultan caros por lo que se debe investigar antes de invertir en un sistema de recirculación esto incluye estudiar:

  • La eficiencia.
  • Compatibilidad y requisitos de mantenimiento de los componentes del sistema.
  • Costos de construcción y operación.
  • El marketing del pez.

Del mismo modo debe tomarse en cuenta los siguientes aspectos:

  • Conocer la especie a cultivar.
  • Sus requisitos ambientales.
  • Enfermedades más comunes en su cultivo.
  • Cómo esas enfermedades son tratadas.
  • Conocer los mercados potenciales.
  • Cómo preparar a los peces para ese mercado.

La tecnología RAS está siendo constantemente optimizada, por lo que es necesario mantener un capital humano entrenado en la operación de este tipo de cultivo para garantizar rendimientos económicos viables en un mercado fluctuante.

Compiladora.

MSc. en Cs. Marinas. Trinidad Urbano

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