Investigadores de University of New England, de la United States Naval Academy, y de Kelson Marine Co. desarrollaron y probaron un aparejo económico, liviano y altamente móvil para el cultivo de la alga marina “kelp de azúcar” (Saccharina latissima) durante un período de 3 años en el sur de Maine (EE.UU).
El grupo objetivo de la investigación y desarrollo para el cultivo de macroalgas fueron las comunidades pesqueras costeras que se trasladan estacionalmente a ocupaciones no pesqueras (industrias de servicios, como la construcción, el comercio minorista, etc).
Cultivo de alga Kelp en Maine
En la actualidad, el modelo de aparejos empleados para el cultivo comercial de algas marinas en Maine está diseñado para aguas tranquilas y utiliza amarres grandes de peso muerto con líneas de amarre casi verticales.
Aún cuando el sistema es adecuado para aguas protegidas, este modelo es costoso de ensamblar y desplegar, debido a que requiere de embarcaciones grandes capaces de transportar “muertos” (estructura para el anclaje) de 500 a 2500 kg, y exige que el tamaño de la granja de algas sea grande desde el principio para alcanzar la economía de escala necesaria.
Además el sistema es adecuado sólo para las aguas más tranquilas, debido a que los amarres casi verticales y la gran superficie de flotación necesaria dan como resultado variaciones significativas en la tensión a medida que la profundidad del agua varía a través de los ciclos de marea.
A medida que los productores acuícolas buscan expandirse y escalar, se necesitan innovaciones en los diseño de granjas para los muchos lugares de alta energía disponibles en los océanos cercanos a la costa, con la finalidad de optimizar el cultivo e incrementar los márgenes, y abrir áreas que el cultivo de macroalgas que anteriormente se habrían considerado demasiado expuestas para operar.
Innovación en el cultivo de algas marinas en áreas expuestas
Según los investigadores un riguroso proceso de diseño es necesario para mejorar la rentabilidad y función de las plataformas de cultivos orientadas a ser usadas por las comunidades de pescadores en ambientes expuestos cercanos a la costa.
Ellos basaron sus criterios de diseño en la infraestructura existente en la forma de equipamiento pesquero y embarcaciones que necesitan para asegurar la rentabilidad.
Para la evaluación de las prioridades y deseos de la industria para el funcionamiento del sistema, los investigadores tuvieron conversaciones informales con varios acuicultores que cultivan S. lattissima en el Golfo de Maine y aprovecharon la experiencia de los equipos de investigación de campo en la operación de una granja de algas marinas experimental preexistente de 200 m.
“Como parte de este proceso de diseño, nuestro equipo buscó satisfacer los objetivos de diseño de ingeniería (escalabilidad, capacidad de supervivencia, rendimiento), combinado con un diseño de sistema que satisface las necesidades de la creciente industria de cultivo de algas marinas costeras”, reportan los investigadores.
Nuevo sistema de cultivo de macroalgas
El sistema cabe en cajas de pescado y puede ser transportado en una camioneta estándar. Cuenta con anclas de empotramiento de arrastre horizontal pequeñas pero eficientes, conectadas a una cadena y pretensadas con flotación subsuperficial simple.
Los investigadores desplegaron y retiraron el sistema en menos de 4 horas por una tripulación de tres personas, usando un barco de 10 m y produjo una cosecha de 12,7 kg/m durante un período de crecimiento de 8 meses.
De acuerdo con los investigadores, cada componente de la estructura de cultivo resistió la temporada de crecimiento de la macroalga kelp sin fallar. Además, para verificar la capacidad de supervivencia estructural para la condición de tormenta de 50 años, ellos realizaron un conjunto de simulaciones de modelos numéricos.
La entrada al modelo incluía una serie temporal irregular del estado del mar con una altura de ola significativa de 4.5 m y un período dominante de 11 s.
De acuerdo con los resultados de la simulación, la nueva estructura de cultivo de algas marinas cumple con el factor de seguridad de la American Bureau of Shipping (ABS), American Petroleum Institute y del U.S. Navy Geotechnical Handbook.
Evaluación económica
La evaluación económica sugiere que los algueros obtendrían un retorno de la inversión del 8% después de 3 años y US$13.50/h más de ingresos en comparación con un trabajo fuera de temporada.
“El sistema diseñado y probado en este estudio demuestra el valor del proceso de diseño centrado en el usuario. Los criterios de diseño fueron delineados basados en el conocimiento del usuario”, reportan los investigadores.
Conclusión
El sistema de cultivo de algas marinas de bajo costo para operaciones encaja bien en una estrategia de “medio de vida” para familias de pescadores que deben trabajar en varios trabajos fuera de temporada cuando su pesca principal no está disponible.
“Los sistemas de macroalgas a pequeña escala satisfacen las demandas de las comunidades pesqueras rurales y los mercados regionales de alimentos. Los pequeños acuicultores adquieren el conocimiento y la capacidad de escalar si se desarrollan modelos comerciales favorables y permitirían que estos nuevos participantes se integren a mercados más grandes, nacionales y globales, creando nuevas cadenas de valor y comercio”, concluyen.
El estudio fue financiado con fondos del programa Macroalgae Research Inspiring Novel Energy Resources (MARINER) del United States Department of Energy, del National Science Foundation Established Program to Stimulate Competitive Research (EPSCoR) y de la UNE School of Marine and Environmental Programs.
Referencia (acceso libre)
St-Gelais Adam T., Fredriksson David W., Dewhurst Tobias, Miller-Hope Zachary S., Costa-Pierce Barry Antonio, Johndrow Kathryn. 2022. Engineering A Low-Cost Kelp Aquaculture System for Community-Scale Seaweed Farming at Nearshore Exposed Sites via User-Focused Design Process. Frontiers in Sustainable Food Systems, volume 6.
