Por: Luis R. Martínez Córdova; Marcel Martínez Porchas; Francisco Vargas Albores; Estefanía Garibay Valdez y Glen R. Robles Porcha*
La creciente demanda de productos acuícolas obliga a la intensificación de los cultivos y, con ello, se incrementa el riesgo de enfermedades virales, bacterianas y parasitarias. Una forma de reducir los recambios de agua son las tecnologías que emplean comunidades microbianas, ya sea libres, inmovilizadas en superficies sumergidas fijas (biopelículas) o flotantes (bioflóculos).
La acuicultura es el sector de producción de alimentos con la mayor tasa de crecimiento a nivel mundial en las últimas décadas (Yue & Shen, 2021), pero también es una actividad que debe ser manejada de manera sostenible y reducir los impactos al ambiente (Boyd et al., 2020).
Se ha documentado que alrededor del 45% del nitrógeno y el 18% del fósforo contenido en el alimento para el camarón en cultivo se disuelve en el agua y no es recuperado como biomasa, sino que termina en el sedimento o en los efluentes que impactan los cuerpos receptores de las descargas (Carbelleira Braña et al., 2021).
Esta situación genera un efecto “búmeran”, ya que para reducir el efecto negativo de los desechos en los estanques es necesario hacer recambios de agua; por consiguiente, las granjas estarían tomando “agua nueva” de un área que ya ha sido impactada.
La creciente demanda de productos acuícolas obliga a la intensificación de los cultivos y, con ello, se incrementa el riesgo de enfermedades virales, bacterianas y parasitarias (Martínez-Porchas y Martínez-Córdova, 2012; Abdel-Latif et al., 2020).
Además, la intensificación es limitada en lugares donde el abastecimiento de agua es insuficiente. Una forma de reducir los recambios de agua son los sistemas de recirculación o las tecnologías que emplean comunidades microbianas, ya sea libres, inmovilizadas en superficies sumergidas fijas (biopelículas) o flotantes (bioflóculos).
La comunidad microbiana de los bioflóculos se forma por una variedad de microorganismos como bacterias, hongos, microalgas y protozoarios. Así mismo, albergan a metazoarios como anélidos, nemátodos, rotíferos, copépodos, entre otros. Sin lugar a duda, las bacterias han demostrado ser el grupo más importante y tener un papel crucial en la agregación de estas comunidades (Perez-Fuentes et al., 2018).
“La formación de los flóculos microbianos puede ser estimulada por la adición de sustratos flotantes como salvado, amaranto y otros (Ortiz-Estrada et al., 2022).”
La tecnología de bioflóculos, y su eficiencia, se basa en el manejo adecuado de las comunidades microbianas (Collazos-Lasso & Arias-Castellanos, 2015), dado que favorecen el equilibrio y buen funcionamiento del ecosistema en el estanque debido a las funciones que desempeñan:
1.La descomposición de la materia orgánica, lo que contribuye al reciclaje de nutrientes y una notoria reducción de la eutrofización.
2.La asimilación y biotransformación de compuestos como el amonio, evitando que alcancen niveles tóxicos por acumulación.
3.El mejoramiento de la salud de los organismos cultivados, al fortalecer su sistema inmune y al competir con microorganismos patógenos.
4.El mantenimiento del balance ecológico entre las diversas comunidades en el sistema.
5.La promoción y proliferación de microorganismos benéficos y sus productos metabólicos.
6.La regulación de la disbiosis y, consecuentemente, el mantenimiento de la eubiosis (Zhou et al., 2009).
7.La disponibilidad de alimento al ser un material con características nutricionales excelentes para peces y crustáceos (Khanjani et al., 2023).
Adicionalmente, este tipo de sistemas se adapta a la definición de economía circular, en vista de que algunos de los desechos, como amonio, fosfatos y materia orgánica, son reciclados por microorganismos y transformados en biomasa comestible para los organismos cultivados, cerrando así un ciclo en donde la mayor cantidad de desechos es nuevamente aprovechada en el mismo estanque (in situ).
“Para mantener los bioflóculos y la materia orgánica en suspensión, a la par de incrementar los niveles de oxígeno disuelto, se requiere de una intensa aireación.”
Esto significa un reto para la implementación de esta tecnología en la acuicultura semiintensiva en estanques de tierra, porque la aireación aumentaría la turbidez del agua y los sólidos suspendidos, teniendo un efecto contrario al esperado.
Para ello, una solución propuesta es producir y mantener el bioflóculo fuera de las unidades de cultivo (ex situ), donde también se realiza el mejoramiento de la calidad del agua (Figura 1).
Posteriormente, el agua se regresa a los estanques junto con la cantidad adecuada de bioflóculo para ser fuente de alimento directo para los mismos organismos cultivados.
El bioflóculo excedente puede ser retirado del sistema y ser empleado como fuente de proteína para ganado y aves de corral (Crab et al., 2012). También, se ha explorado la opción de incluirlo en alimento formulado para la acuicultura.
Aunque los sistemas de bioflóculos y biopelículas se desarrollaron hace más de una década, su adaptación al concepto de economía circular todavía tiene áreas de oportunidad en la reutilización de desechos en favor de la acuicultura.
Por ello, los esfuerzos se están encaminando hacia el aprovechamiento de los conocimientos sobre la importancia de los microorganismos y aplicarlos exitosamente en la producción acuícola. Para ello, es necesario:
1.Producir de manera eficiente los consorcios microbianos, tomando en consideración las condiciones del sistema, los nutrientes inorgánicos y orgánicos involucrados y sus correctas proporciones, el uso (o no) de sustratos y las formas de cosecharlos.
2.Conocer, con un buen grado de certeza, la composición proximal y taxonómica de dichos consorcios, así como sus perfiles funcionales, de tal manera sea posible dilucidar su utilidad para situaciones particulares.
3.Escalar la tecnología de producción a nivel comercial, llevando a cabo las adaptaciones necesarias para su implementación en diferentes sistemas y tipos de cultivo.
4.Transferir de manera eficiente dicha tecnología al sector productivo.
Finalmente, el aprovechamiento de microorganismos, mediante la implementación de sistemas de bioflóculos, sigue siendo una promesa en la mayoría de los países.
En Brasil (uno de los pioneros), Estados Unidos, Ecuador, India, Tailandia, Indonesia y China, aunque en baja proporción, se han implementado exitosamente sistemas de bioflóculos en cultivos acuícolas comerciales; en otros países, su uso es incipiente; sin embargo, como se demuestra constantemente, la adopción del sistema de bioflóculos, y su correcta implementación, es una alternativa viable para llevar a la industria acuícola a un nivel de sustentabilidad, que armonice con la economía circular y el medio ambiente.
Las referencias y fuentes consultadas por el autor en la elaboración de este artículo están disponibles bajo petición previa a nuestra redacción.
Luis R. Martínez Córdova1; Marcel Martínez Porchas2; Francisco Vargas Albores2; Estefanía Garibay Valdez2; Glen R. Robles Porchas2
1 Universidad de Sonora. Departamento de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de la Universidad de Sonora. Hermosillo, Sonora, México.
2 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C. Biología de Organismos Acuáticos. Hermosillo, Sonora, México
