Por Milthon Lujan y Carmen Chimbor
Resumen
La tecnología biofloc a
surgido como una alternativa para reducir los impactos negativos de los
efluentes de la actividad acuícola. Esta tecnología viene siendo empleada
principalmente en el cultivo de camarón marino y tilapia, debido a que tiene
como ventajas: la mejora de la calidad del agua, reducción del recambio de
agua, protección ante enfermedades y proveer alimentación suplementaria a los
organismos en cultivo. El presente informe de vigilancia tecnológica se
desarrolló para conocer el estado actual del desarrollo de la tecnología
biofloc y su aplicación en el campo de la acuicultura.
La diversidad de microorganismos que
conforman los flóculos
microbianos lo vuelven adecuado para suplementar la dieta
de especies acuícolas. Según las investigaciones revisadas, los flóculos
microbianos pueden ayudar a reducir hasta en 40% el contenido de harina de
pescado en dietas de camarón marino, sin afectar el crecimiento o la calidad del
agua de cultivo. Asimismo, en sistemas biofloc se puede llegar a producir hasta
300 toneladas de tilapia por hectárea.
Los principales aspectos que se deben
considerar durante el diseño
de un sistema biofloc para la acuicultura son: la especie
a cultivar, nivel de oxígeno disuelto, la fuente de carbono, la tasa de carbono
a nitrógeno, la concentración de sólidos suspendidos, el pH del agua, entre
otros aspectos.
En el ámbito internacional, los centros
de investigación y universidades brasileñas lideran el campo de investigación
en tecnología biofloc. El investigador que más a publicado es Wilson Wasielesky
de la Fundacao Universidade Federal do Rio Grande (Brasil), y sus trabajos de
investigación están relacionados principalmente con el cultivo de camarón en
sistema biofloc.
En cuanto a las patentes, sólo existen 23
patentes registradas en tecnología de biofloc aplicadas principalmente a la
acuicultura. Los códigos con mayor número de patentes son: CO2F3 (tratamiento
biológico de aguas y efluentes) y Y02W10 (Tecnologías para el tratamiento de
aguas servidas). Los principales investigadores e instituciones que han
registrado patentes relacionadas sobre la tecnología de biofloc son Yu Byeong
Hwa, Univ Nat Chonnam Ind Found, Kim Young Don; mientras que el mayor número de
patentes se han registrado en Corea del Sur.
Los sistemas de tecnología biofloc
representan una gran oportunidad para mejorar la sustentabilidad de las
prácticas acuícolas de especies que pueden emplear los microorganismos presentes
en el medio de cultivo como alimento, como por ejemplo el camarón y la tilapia.
Aun cuando cuando existen muchos artículos científicos que destacan las
ventajas de los sistemas biofloc para las especies acuícola, se carece de
evaluaciones económico-financieras que sustenten la rentabilidad de los
sistemas acuícolas con biofloc, comparado con los sistemas convencionales.
Tecnología biofloc
El continuo desarrollo de la acuicultura
mundial requiere de nuevas estrategias y alternativa para alcanzar la
sustentabilidad. El incremento de la demanda por alimentos de origen acuático
ha llevado a la intensificación de las densidades de cultivos acuícolas, lo que
tiene serias implicancias ambientales por los efluentes que se genera. En este
sentido, existe la necesidad por el desarrollo de sistemas de cultivo acuícolas
sustentables.
Los sistemas basados en microbios
representan una de las estrategias más viables para alcanzar la sustentabilidad
en la acuicultura (Martinez et al., 2015). La tecnología de biofloc (BFT) es
una de las tecnologías innovadoras para la gestión de desechos y retención de
nutrientes que ofrece una solución para resolver los problemas ambientales de
la acuicultura (Anjalee and Madhusoodana, 2015); el biofloc es una técnica de
mejora de la calidad del agua en la acuicultura a través del balance del
carbono y el nitrógeno en el sistema (Crab et al., 2012) debido a que permiten
sacar estos compuestos del agua.
Los sistemas biofloc fueron desarrollados
para mejorar el control ambiental sobre la producción en sistemas acuícolas
intensivos; no obstante, estos sistema también ayudan a prevenir la
introducción de enfermedades a la granja acuícola (Schock et al, 2013). Los
sistemas biofloc remueven los desechos metabólicos de los sistemas de producción
acuática (Rode, 2014), reduciendo de esta forma el recambio de agua y los
costos asociados con esta práctica. Además, la tecnología biofloc permiten que
la acuicultura crezca de una forma ambientalmente amigable, y el consumo de los
microorganismos del biofloc reducen los costos de las dietas (Hussain et al.,
2014). Al respecto, Schock et al (2013) indica que el biofloc puede proveer
nutrición para los organismos en cultivo resultando en una mejora en el
crecimiento; lo que permitiría reducir los costos de alimentación en los
animales en cultivo.
La tecnología biofloc se puede emplear en
estanques acuícolas como en sistemas de cultivo cerrados. La utilización del
biofloc en los estanques permite que se puedan aumentar las poblaciones de los
organismos del cultivo, y por lo tanto se intensifican las cosechas sin tener
necesidad de ocupar mayor cantidad de espacios que puedan ser destinados a otra
actividades (Castro et al., 2012), asimismo, en los sistemas de recirculación
de acuicultura los bioflocs reemplazan a los biofiltros (Rode, 2014). El
sistema biofloc es considerado como una alternativa eficiente debido a que los
nutrientes pueden ser continuamente reciclados y reusados (Emerenciano et al.,
2013). Martínez et al. (2014) destaca que la diversidad de microorganismos en el
medio acuático representa un indiscutible recurso por medio del cual la
acuicultura podría llegar a ser una empresa sustentable.
En el ámbito mundial se vienen
desarrollando una serie de investigaciones sobre la aplicación de la tecnología
biofloc en la producción acuícola, principalmente en especies como el camarón
marino y la tilapia. Este informe de vigilancia tecnológica está orientado a
conocer el desarrollo que ha alcanzado la tecnología biofloc y su aplicación en
el campo acuícola; además de identificar los principales
investigadores/instituciones y las patentes existentes en esta tecnología. Para
el desarrollo del estudio se empleó la base de artículos científicos Scopus;
mientras que para el análisis de patentes se usó la herramienta PatentInspiration.
Acuicultura basada en microorganismos
Los sistemas acuícolas basados en microorganismos se
basan en la promoción de la proliferación microbiana (autótrofa o heterótrofa),
y se espera que estos microbios usen, reciclen y transformen el exceso de nutrientes
de heces, organismos muertos, alimentos no consumido y diversos metabolitos en
biomasa (Martínez et al., 2015). El principio básico de la tecnología de
biofloc es la retención de desechos y la conversión del biofloc en un alimento
natural dentro de un sistema de cultivo (Azim y Little, 2008).
Los bioflocs son agregados (flóculos) de
microalgas, bacterias, protozoos y material orgánico particulado como las heces
y alimentos sin consumir; al respecto, Hussein et al. (2014) informa que seis
grupos de organismos fueron identificados en el biofloc: clorofitas, diatomeas,
dinoflagelados, nematodos, rotíferos y cianobacterias. La comunidad del biofloc
también incluye animales que están “pastoreando” los flóculos, como algunas
especies de zooplancton y nematodos (Hargreaves, 2013).
Contenido nutricional del biofloc
La calidad nutricional del biofloc para
los animales cultivados es bueno, pero variable (Hargreaves, 2013). Al
respecto, Monroy et al (2013) informó que los resultados de su investigación,
en tilapia, confirmaron que los bioflocs contribuyen significativamente como
fuente de alimento natural in
situ, e incluye a comunidades microbianas heterotróficas del género Sphingomonas, Pseudomonas, Bacillus, Nitrospira, Nitrobacter y levadura Rhodotorula sp. Las
microalgas y bacterias heterotróficas son una fuente rica de promotores de la
inmunidad, promotores del crecimiento, compuestos bioactivos y estimulantes,
que pueden mejorar el rendimiento de los organismos en cultivo (Pandey et al.,
2014).
Según Hargreaves (2013) el peso seco del
contenido de proteína varía de 25 a 50%, siendo los más común entre 30 y 45%.
El contenido de grasas varía de 0.5 a 15%, el más común se encuentra en el
rango de 1 y 5%. Los bioflocs son buenas fuentes de vitaminas y minerales, y
también tienen efectos probióticos.
Ekasari et al (2014a) evaluó el tamaño
del biofloc en la composición nutricional de los flóculos y la utilización del
nitrógeno en camarón (Litopenaeus
vannamei), tilapia roja (O.
niloticus) y mejillones (Perna
viridis), determinando que el consumo del biofloc por el camarón,
tilapia roja y mejillón se da independiente del tamaño del flóculo, pero que el
tamaño del flóculo puede jugar un importante rol en la calidad del biofloc en
términos de composición nutricional y la retención de nitrógeno por los
animales.
Ventajas y desventajas de los sistemas biofloc
Emerenciano et al., (2013) y Hargreaves
(2013) destacan que los bioflocs proveen dos servicios críticos: el
mantenimiento de la calidad del agua mediante la asimilación de los compuestos
nitrogenados de los desechos provenientes de la alimentación; y provee una
fuente de alimentos, con lo cual incrementa la factibilidad para reducir la
tasa de conversión del alimento y disminuye los costos de la alimentación.
Los sistemas bioflocs tienen la ventaja
primordial de minimizar la evacuación de las aguas en los ríos, lagos y
estuarios, conteniendo el escape de animales, los nutrientes, materia orgánica
y patógenos (Emerenciano et al., 2013). Crab et al., (2012) destaca que la tecnología
de biofloc permite minimizar la tasa de recambio de agua y el uso de agua en los
sistemas acuícolas a través del mantenimiento adecuado de la calidad del agua
dentro de la unidad de cultivo, mientras que se produce bioflocs ricos en
proteínas, que a su vez sirve como alimento para los organismos acuáticos.
Referencia
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