En la búsqueda constante de sistemas de producción de alimentos que sean sostenibles y circulares, la acuaponía ha emergido como una solución brillante al combinar la cría de peces con el cultivo hidropónico de vegetales. Sin embargo, incluso los sistemas más eficientes enfrentan el reto de maximizar cada gramo de nutriente. Aquí es donde entra en juego una innovación disruptiva: la Algaeponía.
“Tradicionalmente, la acuaponía siempre ha consistido en peces y plantas”, afirma Jemuel S. Doctolero, becario Fulbright originario de Filipinas e investigador principal de un estudio pionero publicado en la revista Aquaculture. “En nuestro proyecto, introdujimos una biomasa secundaria: las microalgas. Las microalgas tienen muchísimos beneficios; no son un alimento tradicional, pero tienen aplicaciones comerciales en nutracéuticos y farmacéutica, en cosmética, en alimentación animal y en biogás y biocombustibles”.
Este enfoque no solo busca producir más, sino producir de forma más inteligente, transformando los desechos nitrogenados de los peces en productos de alto valor añadido.
Puntos Clave
- Control Nutricional: La densidad de carga de los peces actúa como un «dial» biológico que permite programar si el alga será rica en proteínas o en grasas.
- Rendimiento Triple: Densidades altas (30-40 kg m-3) maximizan simultáneamente la biomasa de peces, la cosecha de lechuga y la producción de microalgas.
- El auge de la ‘Algaeponía’: Integrar Chlorella vulgaris permite recuperar nutrientes que normalmente se perderían, diversificando los ingresos del granjero.
- Impacto Global: Este modelo híbrido impulsa la seguridad alimentaria local y la economía circular al reutilizar agua y desechos orgánicos.
Diseñando el Ecosistema Híbrido
Para la investigación de Doctolero, él y sus colegas del Departamento de Silvicultura y Recursos Naturales de la Purdue University crearon doce sistemas acuapónicos independientes. Utilizaron tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) y lechuga (Lactuca sativa cv. Muir), dos compañeros habituales en este tipo de instalaciones.
El equipo probó cuatro densidades de carga de peces: 10, 20, 30 y 40 kg m-3. Una vez que el sistema se estabilizó y los nitratos comenzaron a acumularse, añadieron el nuevo componente biológico: Chlorella vulgaris, una microalga verde conocida por su robustez y perfil nutricional.
El sistema se diseñó como un modelo parcialmente desacoplado. Mientras que los peces y las lechugas compartían un ciclo de recirculación constante, las algas se cultivaban de forma independiente en contenedores de 11.36 litros, recibiendo agua del tanque de los peces una hora después de la alimentación, momento en el que los niveles de amoníaco excretado son más altos.
“Pasé mucho tiempo diseñando la configuración”, confiesa Doctolero. “Me llevó aproximadamente dos meses construir el sistema, pero el experimento real duró cinco semanas”.
El Efecto Dominó de la Densidad de Peces
La investigación reveló que la cantidad de peces en el tanque no solo afecta el crecimiento de la tilapia, sino que desencadena una reacción en cadena que altera toda la química del sistema.
Productividad Máxima en Altas Densidades
Los investigadores encontraron que las densidades iniciales de peces más altas (30 a 40 kg m-3) proporcionaban beneficios distintos. Una mayor densidad de peces permitió que tanto las plantas como las algas fueran más productivas en general.
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- Biomasa Algal: El tratamiento de 40 kg m-3 generó significativamente más biomasa de C. vulgaris que los tratamientos de baja densidad.
- Cosecha de Lechuga: El rendimiento de la lechuga, tanto en peso fresco como seco, aumentó linealmente con la densidad de peces.
- Crecimiento de Tilapia: Sorprendentemente, aumentar la densidad hasta 40 kg m-3 no perjudicó el crecimiento ni la supervivencia de los peces, lo que sugiere que el sistema se mantuvo dentro de rangos saludables de calidad de agua.
El alga como «camaleón» nutricional
El hallazgo más fascinante fue la capacidad de las microalgas para cambiar su composición química según la oferta de nutrientes.
- Modo Súper-Proteína: Las densidades más altas de peces resultaron en mayores concentraciones de nutrientes, lo que llevó a las algas a producir más proteína cruda y un perfil de aminoácidos esenciales más favorable, especialmente lisina y metionina. Esto las hace ideales para suplementos nutricionales o alimentos para acuicultura.
- Modo Biocombustible: Por el contrario, una menor densidad de peces indujo un estrés nutricional (limitación de nitrógeno) que activó la acumulación de lípidos crudos y ácidos grasos como el esteárico y el oleico. Estos componentes son esenciales para la producción de biogás y biodiésel.
«Esto significa que los acuicultores acuapónicos podrían poblar los tanques con más o menos peces dependiendo de su objetivo final».
Ciencia Profunda: ¿Por qué cambian las algas?
El estudio profundiza en las rutas metabólicas de C. vulgaris. Cuando el nitrógeno es abundante (alta densidad de peces), las algas activan la vía GS-GOGAT, que convierte el amoníaco directamente en aminoácidos como la glutamina y el glutamato, los bloques de construcción de las proteínas.
Sin embargo, cuando el nitrógeno escasea (baja densidad), el alga detiene su división celular y redirige el flujo de carbono de la fotosíntesis hacia el almacenamiento de energía en forma de grasas. Es un mecanismo de supervivencia: el alga «engorda» esperando tiempos mejores.
El Futuro: Biofilms y Seguridad Alimentaria
A pesar del éxito, el sistema actual utiliza centrífugas para cosechar las algas, un proceso que consume mucha energía y dinero. Doctolero ya está trabajando en la siguiente fase.
En el sistema actual, las microalgas estaban suspendidas en el agua, pero Doctolero ahora está investigando el cultivo de algas en una superficie de biofilm. Esto facilitaría la cosecha: los granjeros simplemente podrían rasparlas, eliminando la necesidad de centrífugas costosas.
“Si podemos producir pescado y plantas localmente con una configuración pequeña, eso puede ayudar a abordar la inseguridad alimentaria”, afirma el investigador. “Y tiene un beneficio ambiental, ya que reutiliza el agua, no la descarga al medio ambiente”.
Conclusión: Un Modelo para el Mundo Real
El estudio concluye que las densidades de 30 a 40 kg m-3 son las más recomendables para optimizar el crecimiento de los peces, la biomasa vegetal y la producción de algas ricas en proteínas. Sin embargo, la flexibilidad del sistema es su mayor fortaleza: permite a los productores diversificar sus ingresos y adaptarse a las demandas del mercado, ya sea vendiendo tilapia, lechugas gourmet o biomasa algal para la industria cosmética o energética.
“En última instancia, nuestro trabajo demuestra que las algas pueden integrarse eficazmente en la acuaponía para aumentar el valor de producción al tiempo que mejoran la recuperación de nutrientes”, resume Doctolero.
Contacto
Jemuel S. Doctolero
Department of Forestry and Natural Resources, Purdue University
West Lafayette, IN, USA.
Department of Aquaculture, College of Fisheries, Central Luzon State University
Science City of Muñoz, Nueva Ecija, Philippines
Email: jdoctole@purdue.edu
Referencia
Doctolero, J. S., Saha, J., Rice, T. A., Hussain, A. S., & Brown, P. B. (2026). Fish stocking density impacts nutritional composition of algae produced in a decoupled aquaponic system. Aquaculture, 612, 743277. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2025.743277
Editor de la revista digital AquaHoy. Biólogo Acuicultor titulado por la Universidad Nacional del Santa (UNS) y Máster en Gestión de la Ciencia y la Innovación por la Universidad Politécnica de Valencia, con diplomados en Innovación Empresarial y Gestión de la Innovación. Posee amplia experiencia en el sector acuícola y pesquero, habiendo liderado la Unidad de Innovación en Pesca del Programa Nacional de Innovación en Pesca y Acuicultura (PNIPA). Ha sido consultor senior en vigilancia tecnológica, formulador y asesor de proyectos de innovación, y docente en la UNS. Es miembro del Colegio de Biólogos del Perú y ha sido reconocido por la World Aquaculture Society (WAS) en 2016 por su aporte a la acuicultura.
