Acuicultura en mar abierto: el desafío de instalar jaulas ante olas de 14 metros

Puntos clave del estudio

• Migración estratégica: El calentamiento oceánico impulsa a la industria acuícola a dejar fiordos y bahías protegidas por aguas abiertas y frías, logrando mayor recambio hídrico, menor densidad de biomasa y menos parásitos como el piojo de mar.
• El costo operativo del oleaje: En zonas marítimas expuestas de Noruega, las olas de referencia a 50 años alcanzan los 14,2 metros y las corrientes superan 1,6 m/s, lo que somete a las instalaciones a un estrés físico extremo.
• Los tres frentes críticos: Los desafíos principales se concentran en la resistencia estructural de la jaula, la fijación del sistema de fondeo y el bienestar animal, ya que las corrientes intensas agotan la capacidad de nado de los peces.
• Dos modelos tecnológicos en competencia: Coexisten las jaulas rígidas de acero en superficie (robustas y de alto costo) y las sumergibles, que se sumergen ante temporales para proteger a los ejemplares, aunque demandan una operativa más compleja.
• Impacto financiero: La infraestructura rígida en superficie (Ocean Farm 1) requirió cerca de 1.000 millones de coronas noruegas frente a los 141 millones del modelo sumergible (Deep Blue 1), lo que representa un costo 142 % mayor por metro cúbico de cultivo.

Acuicultura frente a la crisis térmica: la inevitable migración a mar abierto

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Es agosto en los fiordos noruegos y los piscicultores reconocen la señal antes de verificar los sensores: la temperatura superficial del agua excede el rango óptimo para el salmón. La proliferación de algas reduce los niveles de oxígeno disuelto justo cuando el metabolismo de los peces más lo demanda debido al estrés térmico. Al mismo tiempo, el piojo de mar encuentra su ventana biológica ideal en las redes; los ejemplares se agrupan, experimentan estrés crónico y disminuyen su ingesta de alimento. Para el acuicultor, la ecuación es evidente: cada fracción de grado adicional se traduce en pérdidas financieras y un marcado deterioro del bienestar animal.

El año 2024 se consolidó como el más cálido desde 1850 y el segundo en rebasar el umbral crítico de 1,5 °C sobre los registros preindustriales. En la acuicultura costera, este registro no constituye una mera estadística climática: representa el detonante por el cual la industria reorienta su mirada hacia mar abierto, en busca de aguas más profundas, oxigenadas y frías.

Sin embargo, el océano abierto impone condiciones extremas de oleaje y corrientes intensas. En una rigurosa revisión, Xueliang Wen y Muk Chen Ong, investigadores de la University of Stavanger, sistematizan los desafíos estructurales, operativos y biológicos que el sector debe superar para garantizar que la producción offshore sea segura, rentable y ética. Más que un experimento aislado, su trabajo ofrece una hoja de ruta estratégica integral para la industria.

Acuicultura offshore: el mar abierto como promesa y desafío extremo

Durante décadas, la piscicultura marina se desarrolló a menos de 500 metros de la costa, en bahías protegidas donde la altura de ola significativa rara vez superaba los 2,8 metros. En este entorno, la operatividad era predecible y controlable. Sin embargo, estas aguas resguardadas enfrentan hoy condiciones adversas debido al estrés térmico, la proliferación de patógenos y la reducción en las tasas de recambio hídrico.

Reubicar las jaulas a más de tres kilómetros de la costa redefine por completo el modelo productivo. En áreas estratégicas como el sector sur de la fosa noruega (Norwegian Trench South), las variables oceanográficas extremas reflejan la magnitud del reto: olas significativas de hasta 14,19 metros con periodos cercanos a los 15 segundos, sumadas a corrientes de 1,60 m/s a 15 metros de profundidad. En zonas tropicales y subtropicales, la amenaza adopta la forma de tifones recurrentes; no obstante, el imperativo técnico es idéntico: desplegar estructuras capaces de resistir el embate oceánico continuo año tras año.

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Frente a este escenario, los análisis del sector estructuran el desafío en tres ejes críticos que todo operador debe considerar.

Frente 1: Garantizar la integridad estructural y la resistencia de las redes

Una jaula de cultivo oceánico moderna comprende dos componentes esenciales: una estructura tubular de acero y el paño de red suspendido. Cada elemento presenta mecanismos de falla diferenciados. La estructura principal experimenta fatiga de materiales en las uniones soldadas, donde la concentración de esfuerzos y millones de ciclos de oleaje generan microfisuras progresivas, aun cuando las cargas individuales no aparenten riesgo. Por esta razón, las instalaciones en mar abierto demandan estándares de rigidez y resistencia mecánica notablemente superiores a los de zonas costeras protegidas.

Por su parte, la red constituye el componente más vulnerable. Permanece sometida al estrés hidrodinámico continuo de olas y corrientes, a la presión de depredadores, al desgaste operativo y al biofouling (incrustación biológica). A medida que estos organismos colonizan la malla, reducen la apertura efectiva y elevan el índice de solidez del paño, disparando la fuerza de arrastre hidrodinámico. Esta sobretensión compromete la resistencia del filamento, propiciando roturas estructurales y la consiguiente fuga de biomasa. Asimismo, ciertos organismos bioincrustantes segregan compuestos ácidos que aceleran la degradación polimérica.

Entre las soluciones descritas por los investigadores destaca la integración de cabos estructurales entrelazados en el cuerpo de la red, permitiendo que estos transfieran la carga hidrodinámica directamente al marco rígido. Este diseño redefine las funciones: los cabos absorben los esfuerzos tractores y los filamentos se limitan a la contención biológica. No obstante, este enfoque redistribuye el riesgo, ya que la rotura de un cabo bajo tensión puede inducir desgarros en cadena en los filamentos adyacentes. Así, los protocolos de inspección, mantenimiento preventivo y reparación dejan de ser simples recomendaciones operativas para convertirse en el factor decisivo entre la viabilidad del centro y la pérdida total del cultivo.

Frente 2: Asegurar la estabilidad y resistencia de los sistemas de fondeo

Garantizar el posicionamiento seguro de una jaula en mar abierto constituye un desafío crítico de ingeniería oceánica. Existen dos estrategias principales según la batimetría del emplazamiento: el fondeo por catenaria (líneas suspendidas de alta masa hacia el fondo marino) para zonas profundas, y las cimentaciones fijadas al lecho en aguas someras. En los emplazamientos marinos de Noruega, donde las profundidades superan habitualmente los 100 metros, las estructuras de superficie dependen exclusivamente de sus líneas de amarre.

La variable crítica para los operadores radica en el análisis de redundancia estructural. En concesiones convencionales con múltiples jaulas y más de diez líneas de amarre distribuidas, la rotura de una o dos amarras no compromete la estabilidad general. No obstante, en jaulas rígidas semisumergibles con esquemas reducidos —típicamente entre seis y ocho líneas—, el margen de seguridad se anula. Según los cálculos sistematizados en la revisión, la pérdida de apenas dos líneas eleva la tensión de las amarras remanentes hasta su límite de rotura, desencadenando una falla estructural progresiva en todo el sistema.

Frente 3: Preservar el bienestar y la fisiología del pez en condiciones extremas

En este punto convergen la ingeniería oceánica y la biología aplicada. El bienestar del pez no constituye una variable secundaria: es el eje directo de la productividad. Un salmón sometido a condiciones óptimas optimiza su tasa de conversión de alimento, acelera su crecimiento y reduce su susceptibilidad a patógenos. En mar abierto, su estabilidad fisiológica depende fundamentalmente de tres escenarios hidrodinámicos.

El primer escenario corresponde a las corrientes de alta velocidad. El salmón del Atlántico destaca por su capacidad natatoria —un ejemplar de 700 gramos registra una velocidad media cercana a los 0,9 m/s—, pero cuenta con límites fisiológicos estrictos. La guía técnica citada en la investigación recomienda que la velocidad del flujo no supere el 60 % de su velocidad crítica de natación ($U_{\text{crit}}$). Para un individuo de 700 gramos, este límite equivale a 0,585 m/s. El conflicto operativo resulta evidente: en zonas oceánicas expuestas, las corrientes superan ampliamente dicho umbral, forzando al pez a un nado continuo contra corriente hasta el agotamiento por fatiga muscular y su consecuente desplazamiento hacia el fondo o la pared posterior de la jaula.

El segundo escenario se produce ante velocidades de corriente insuficientes. En periodos de estancamiento hídrico —frecuentes en verano—, la tasa de recambio disminuye drásticamente y el oxígeno disuelto cae a niveles críticos. Durante la fase de engorda estival, un salmón de 4 a 5 kg en aguas a 15–16 °C demanda entre 109 y 139 mg de $\text{O}_2$ por kilogramo por hora, coincidiendo con la menor solubilidad del gas y el consumo biológico de las microalgas. Esto desencadena eventos de hipoxia: estrés metabólico, retraso en el crecimiento y aumento de la mortalidad. Asimismo, existe una consideración geométrica crucial: una jaula de grandes dimensiones puede generar microzonas anóxicas internas incluso bajo flujos moderados. Como demuestran los autores, el dimensionamiento de las estructuras debe optimizarse en función de la dinámica del oxígeno y no únicamente del volumen útil de cultivo.

El tercer factor, el impacto del oleaje de gran amplitud, permanece como el ámbito menos documentado. Bajo condiciones de oleaje moderado, los peces toleran el movimiento oscilatorio y aprovechan los valles hidrodinámicos como microperiodos de recuperación frente a la fatiga. Sin embargo, la respuesta etológica y fisiológica ante temporales severos y olas de gran envergadura continúa siendo una frontera de investigación por explorar.

Dos estrategias para la acuicultura offshore: resistencia superficial frente a inmersión profunda

Frente a estos desafíos oceanográficos, la investigación clasifica las soluciones tecnológicas en dos grandes familias de diseño. Por un lado, las jaulas de superficie con marco rígido de acero —como los proyectos Ocean Farm 1 o HENGYI 1— apuestan por la resistencia estructural pasiva mediante un robusto entramado de columnas, pontones y arriostramientos que minimizan la deformación ante el tren de olas. Si bien representan la alternativa más viable para operaciones superficiales en mar abierto, exigen marcos estructurales, redes reforzadas y sistemas de fondeo significativamente más resistentes que en zonas costeras, lo que incrementa notablemente el gasto de capital (CAPEX).

Por otro lado, la segunda familia opta por mitigar el impacto hidrodinámico mediante jaulas sumergibles que descienden a estratos más profundos, aprovechando aguas más frías, estables y con baja prevalencia de piojo de mar (Caligus / Lepeophtheirus). Este enfoque comprende tres modalidades según su perfil operativo de inmersión: aquellas que permanecen sumergidas casi todo el ciclo productivo y emergen exclusivamente para maniobras clave (concepto Deep Farming), las que alternan temporadas sumergidas o en superficie en función del régimen térmico (Deep Blue 1), y las de inmersión táctica que descienden temporalmente durante episodios de temporal extremo (concepto Aqualoop Big Dipper).

El análisis comparativo de inversión resulta contundente: la unidad de superficie Ocean Farm 1 demandó cerca de 1.000 millones de coronas noruegas, frente a los 141 millones de la sumergible Deep Blue 1. Normalizado por metro cúbico útil de cultivo, el modelo de superficie resultó un 142 % más costoso. No obstante, las estructuras sumergibles exigen sistemas de fondeo y alimentación automatizada más complejos, elevando los requerimientos de la gestión operativa (OPEX). En definitiva, no existe una solución universal: la viabilidad depende del equilibrio óptimo entre inversión inicial, costo operativo y estándares de bienestar animal específicos para cada concesión.

Del empirismo a la ingeniería predictiva: el rol del modelado numérico

Buena parte de la investigación destaca una disciplina invisible para el operador pero determinante en la fase de diseño: el modelado numérico y la simulación hidrodinámica. Antes de instalar estructuras en el mar, los ingenieros simulan el comportamiento estructural de las jaulas frente al forzamiento de olas y corrientes. Actualmente coexisten modelos simplificados de bajo costo computacional para estimar deformaciones globales, herramientas de fidelidad media que constituyen el estándar técnico de la industria, y simulaciones hidrodinámicas avanzadas (CFD) de alta resolución, capaces de resolver patrones de flujo complejos a expensas de una elevada demanda computacional.

Asimismo, el modelado etológico del cardumen experimenta avances significativos, logrando simular patrones de natación y distribución espacial del salmón ante diversas condiciones oceanográficas. No obstante, los autores reconocen con rigor las limitaciones actuales: los algoritmos más avanzados procesan cohortes de aproximadamente 100 ejemplares, mientras que una jaula comercial alberga cientos de miles o millones de individuos. Nos encontramos ante una disciplina en consolidación, con brechas de conocimiento explícitas —particularmente sobre la respuesta fisiológica y conductual del pez ante la interacción simultánea de olas extremas y corrientes intensas—. Esta honestidad metodológica respecto a los límites predictivos actuales es, precisamente, la que otorga solidez técnica a los hallazgos consolidados.

Conclusión: Hacia una acuicultura oceánica basada en evidencia técnica

Retomemos el escenario inicial del productor en los fiordos frente al agua estival cálida, al déficit de oxígeno disuelto y a la proliferación estacional de parásitos. La promesa del mar abierto apunta a transformar esa vulnerabilidad estival en estabilidad productiva gracias al acceso a aguas más frías, mayor tasa de recambio y menor presión patogénica. Sin embargo, la revisión confirma que el éxito de esta transición no reside en la casualidad, sino en resolver metódicamente tres desafíos críticos: la integridad estructural de la jaula, la solidez del sistema de fondeo y la preservación del bienestar animal, ponderando con criterio si la estrategia adecuada es la resistencia en superficie o la inmersión profunda.

El océano abierto no ofrecerá condiciones más benignas; sin embargo, la industria dispone hoy de una hoja de ruta rigurosa para anticipar sus riesgos y optimizar las soluciones ingenieriles. Para un sector que enfrenta pérdidas recurrentes cada verano, contar con este marco técnico representa el paso definitivo para cambiar el rumbo de la producción acuícola.

Contacto
Muk Chen Ong
Department of Mechanical and Structural Engineering and Materials Science, University of Stavanger
Stavanger, Norway
Email: muk.c.ong@uis.no

Referencia (acceso abierto)
Wen, X., & Ong, M. C. (2026). Offshore fish farming in exposed seas: A state-of-the-art review of challenges, potential solutions and numerical modelling. Ocean Engineering, 365, 127291. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2026.127291

Milthon Lujan

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.