La calidad del agua es un factor crítico en los sistemas de acuicultura, que influye directamente en la salud y la productividad de las especies acuáticas. En la crianza de camarones, mantener las condiciones óptimas del agua es esencial para prevenir eventos adversos y garantizar una producción sostenible.
Un equipo de investigadores de la Industrial University of Ho Chi Minh City, de la Nguyen Tat Thanh University, de la Minh Phu Corporation Company y de la Saigon University ha desarrollado un nuevo índice de calidad del agua (WQI) utilizando técnicas estadísticas multivariadas avanzadas, incluido el análisis de componentes principales (PCA) y un sistema de inferencia difusa, para evaluar la calidad del agua en dos técnicas distintas de cría de camarones.
Este enfoque innovador proporciona un marco sólido para el monitoreo y la gestión en tiempo real, ofreciendo información valiosa para mejorar la producción de camarones en diferentes condiciones ambientales.
La importancia de la calidad del agua en la acuicultura
Los sistemas de acuicultura son muy sensibles a los cambios en la calidad del agua, que pueden afectar el crecimiento, la supervivencia y la salud general de los camarones.
Los parámetros clave como la temperatura, el pH, la salinidad, el oxígeno disuelto (OD) y los niveles de nutrientes desempeñan un papel fundamental en el mantenimiento de un entorno acuático equilibrado. Sin embargo, la complejidad de estas interacciones dificulta la evaluación integral de la calidad del agua.
Los métodos tradicionales a menudo se basan en mediciones de parámetros individuales, que pueden no capturar la imagen holística de las condiciones del agua. Este estudio aborda esta limitación al integrar múltiples parámetros en un índice único y cohesivo.
Desarrollo de un índice integral de calidad del agua
El estudio publicado en la revista Desalination and Water Treatment analizó 1179 muestras diarias de agua de granjas camaroneras que emplean dos técnicas de cultivo: sistemas de una etapa y de dos etapas.
Los investigadores midieron diecisiete parámetros críticos de calidad del agua, incluidos temperatura, pH, salinidad, sólidos disueltos totales (TDS), turbidez, OD, transparencia, alcalinidad, dureza, nitrógeno amoniaco total (TAN), nitrito, nitrato, fosfato, sílice, calcio (Ca), magnesio (Mg) y potasio (K). Estos parámetros se seleccionaron en función de su impacto conocido en la salud del camarón y la calidad del agua.
Análisis de componentes principales
Para identificar los factores más influyentes, los investigadores aplicaron el análisis de componentes principales (PCA), una técnica estadística multivariada que reduce la dimensionalidad de los datos al tiempo que preserva su estructura esencial. El análisis de componentes principales reveló que la salinidad y la sílice fueron los principales contribuyentes al deterioro de la calidad del agua. Estos hallazgos resaltan la importancia de monitorear de cerca estos parámetros para prevenir efectos adversos en el cultivo de camarón.
Sistema de inferencia difusa
El estudio empleó un sistema de inferencia difusa para desarrollar el índice de calidad del agua (WQI), un enfoque computacional que imita el razonamiento humano para manejar la incertidumbre y la imprecisión en los datos. Este sistema integra múltiples parámetros de calidad del agua en un solo índice, lo que proporciona una métrica clara y procesable para los agricultores. Los valores del WQI variaron de 0 a 1, y los valores más altos indican una mejor calidad del agua.
Los resultados mostraron diferencias claras entre las dos técnicas de cultivo. El sistema de dos etapas tuvo un WQI de 0,70 durante el período de crecimiento y 0,64 durante el período de crianza, en comparación con 0,80 y 0,76 para el sistema de una etapa, respectivamente. Esto sugiere que la técnica de una etapa puede ofrecer una mejor gestión de la calidad del agua en las condiciones estudiadas.
Variaciones estacionales en la calidad del agua
El estudio también examinó el impacto de los cambios estacionales en la calidad del agua. El índice de calidad del agua fue significativamente más alto durante la temporada de lluvias (0,69) en comparación con la temporada seca (0,77). Esta variación estacional subraya la necesidad de estrategias de gestión adaptativas para abordar las condiciones ambientales fluctuantes. Por ejemplo, el aumento de las precipitaciones puede diluir los contaminantes y mejorar la calidad del agua, mientras que las condiciones secas podrían exacerbar la salinidad y las concentraciones de nutrientes.
Implicaciones para el cultivo de camarones
El desarrollo de este nuevo índice de calidad del agua representa un avance significativo en la gestión de la acuicultura. Al proporcionar una evaluación en tiempo real de la calidad del agua, el sistema de inferencia difusa permite a los productores realizar intervenciones oportunas, reduciendo el riesgo de eventos adversos y mejorando la producción de camarones. La integración del PCA refina aún más el índice al identificar parámetros clave que requieren un seguimiento cercano.
Para los productores de camarones, este estudio ofrece información práctica para optimizar la gestión de la calidad del agua. La técnica de cultivo de una sola etapa, con sus valores de índice de calidad del agua más altos, puede ser más adecuada para mantener condiciones de agua estables. Además, las variaciones estacionales resaltan la importancia de ajustar las prácticas de manejo para que se alineen con los cambios ambientales.
Conclusión
Este estudio demuestra la eficacia de combinar técnicas estadísticas multivariadas con un sistema de inferencia difusa para desarrollar un índice de calidad del agua integral para el cultivo de camarones. Al identificar la salinidad y la sílice como factores críticos y destacar el impacto de los cambios estacionales, la investigación proporciona una herramienta valiosa para mejorar la gestión de la acuicultura.
Para los profesionales de la acuicultura, la adopción de este marco de gestión de la calidad del agua puede conducir a una toma de decisiones más informada, lo que en última instancia contribuirá a la sostenibilidad a largo plazo de las prácticas de cultivo de camarones.
Contacto
Ha Manh Bui
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Email: manhhakg@sgu.edu.vn
Referencia (acceso abierto)
Do, D. D., Le, A. H., Vu, V. V., Le, D. A. N., & Bui, H. M. (2025). Evaluation of water quality and key factors influencing water quality in intensive shrimp farming systems using principal component analysis-fuzzy approach. Desalination and Water Treatment, 321, 101002. https://doi.org/10.1016/j.dwt.2025.101002
