Si bien la acuicultura ofrece una solución sostenible a la sobrepesca, el éxito de las operaciones acuícolas depende en gran medida del mantenimiento de condiciones óptimas dentro de las jaulas marinas, donde se crían los peces.
Los principales impulsores de la disponibilidad de oxígeno dentro de las jaulas marinas se pueden dividir en parámetros que cambian lentamente (temperatura, salinidad y presión atmosférica) y rápidamente (velocidad de la corriente y consumo de oxígeno del pez), es decir variaciones que ocurren de estacional a diario o de cada hora a minutos.
Un equipo de investigadores de la University of Copenhagen, Hiddenfjord y de la Copenhagen Academy for Medical Education and Simulation sugieren que la alimentación se puede optimizar modelando y entendiendo la disponibilidad de oxígeno dentro de las jaulas marinas y utilizando el resultado del modelo para planificar la alimentación. Asimismo citan que si la concentración de oxígeno disminuye por debajo de un umbral, el alimento no se utiliza de manera óptima y el valor energético del alimento consumido se reduce
En este sentido, los investigadores crearon un modelo conceptual para comprender cómo los peces y el medio ambiente afectan la disponibilidad de oxígeno dentro de las jaulas marinas; con la finalidad de disminuir el exceso de alimento, que no es utilizado por los peces, y así reducir los efectos en el medio ambiente circundante, optimizar la tasa de conversión alimenticia y, finalmente, aumentar la salud de los peces dentro de la jaula.
El estudio
El estudio se centró en comprender la dinámica de la energía de natación en la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) en diferentes condiciones de oxígeno y temperaturas. Específicamente, los investigadores investigaron los efectos de la normoxia y la hipoxia a temperaturas de 10°C, 15°C y 20°C.
Estos experimentos proporcionaron información valiosa sobre cómo cambian el comportamiento de los peces y el gasto de energía en respuesta a diversos factores ambientales.
Desarrollo de un modelo predictivo
Los modelos son herramientas valiosas para que los investigadores expliquen aspectos de la naturaleza que son difíciles de comprender. En la actualidad, por ejemplo, se cuentan con modelos de crecimiento y comportamiento para el salmón del Atlántico en jaulas marinas.
En este sentido, utilizando los datos obtenidos de los experimentos energéticos de la natación, los investigadores desarrollaron un modelo conceptual que predice las condiciones de oxígeno dentro de las jaulas marinas.
Este modelo tiene en cuenta los principales impulsores de los niveles de oxígeno, que son el consumo de oxígeno por parte de los peces y el intercambio de agua provocado por el flujo a través de la jaula.
Estudio de caso: aumento de temperatura
Los investigadores aplicaron su modelo a un estudio de caso para examinar los efectos de un aumento de temperatura dentro de una jaula marina. Los resultados de este estudio fueron particularmente esclarecedores. Se descubrió que un simple aumento de temperatura de 10°C causaba una caída significativa en la concentración de oxígeno, aproximadamente tres veces más rápido que en condiciones más frías.
Para mantener una concentración óptima de oxígeno dentro de la jaula, era necesario aumentar la velocidad del flujo en un factor de 3,7. Esto significa que las granjas acuícolas, ante el aumento de la temperatura del mar debido al cambio climático, deben adaptar sus sistemas de circulación de agua para evitar condiciones subóptimas de oxígeno dentro de las jaulas.
Los hallazgos resaltan la necesidad urgente de estrategias innovadoras para mantener la salud y la productividad de los peces frente a las condiciones ambientales cambiantes.
Relevancia para la acuicultura
Las implicaciones de este estudio son de suma importancia para la industria de la acuicultura. Con el modelo predictivo, los acuicultores pueden comprender mejor cuándo y por qué pueden ocurrir condiciones subóptimas dentro de las jaulas marinas.
Al ajustar proactivamente sus operaciones para mantener niveles adecuados de oxígeno, pueden garantizar una ingesta óptima de alimento, el crecimiento de los peces y la salud general. Este enfoque no sólo salvaguarda el bienestar de los peces sino que también contribuye a la sostenibilidad y rentabilidad de las empresas acuícolas.
Aplicaciones futuras
Más allá de sus aplicaciones inmediatas, el modelo desarrollado puede emplearse para estimar la idoneidad de nuevos sitios potenciales para la acuicultura. Esto permite una toma de decisiones más informada en la selección del sitio y reduce los riesgos asociados con el establecimiento de operaciones de acuicultura en áreas donde mantener condiciones óptimas de oxígeno puede ser un desafío.
Asimismo, los investigadores destacan que al combinar mediciones químicas y físicas del sitio, así como la densidad de peces y la energía de las especies, el modelo puede dar una predicción de la disponibilidad de oxígeno dentro de la jaula.
“Además, utilizando los parámetros químicos y físicos medidos con la energía de natación, el modelo puede informar al piscicultor sobre los tamaños máximos de jaula para una densidad de peces determinada y viceversa”, reportan.
Conclusión
En conclusión, el estudio sobre la energía del nado de las truchas y el posterior desarrollo de un modelo predictivo de las condiciones de oxígeno en jaulas marinas representan un importante paso adelante en la investigación y la práctica de la acuicultura.
Al aprovechar este conocimiento, los acuicultores pueden mejorar la eficiencia y la sostenibilidad de sus operaciones y, en última instancia, contribuir a la producción responsable de productos del mar para satisfacer la creciente demanda mundial.
Finalmente el modelo desarrollado por los científicos puede ser revisado aquí.
La investigación ha sido financiada por el Green Growth and Development Program (GUDP) bajo el Danish Ministry of Food, Agriculture, and Fisheries mediante el proyecto “GUDP FITFISH”.
Contacto
Professor John Fleng Steffensen
Marine Biological Section
Strandpromenaden 5
DK-3000 Helsingør
Mail: jfsteffensen@bio.ku.dk
Telefon: +45 35 32 19 86
Mobil: +45 60 77 04 90
Referencia (acceso abierto)
Bergsson, H.; Svendsen, M.B.S.; Steffensen, J.F. Model of Oxygen Conditions within Aquaculture Sea Cages. Biology 2023, 12, 1408. https://doi.org/10.3390/biology12111408
