Un equipo de investigadores propone un nuevo sistema de cultivo integrado para mejorar la economía circular en el cultivo de camarones.
La industria camaronera en las regiones costeras del sureste de Asia y Latinoamérica generan beneficios económicos para los países productores y contribuyen a una nutrición saludable de los consumidores.
Sin embargo, el cultivo de camarones emplea grandes cantidades de harina y aceite de pescado en los balanceados de los camarones. Esta práctica contribuye a la huella ambiental de la producción camaronera.
Asimismo, el cultivo intensivo de camarones en aguas salobres genera la reducción de los bosques de manglares y la contaminación del suelo y de los recursos acuáticos, causando una mayor degradación ambiental.
Para minimizar los efectos negativos de la acuacultura de camarones, los sistemas de recirculación en acuicultura y la acuaponía han sido propuestos como alternativas. No obstante, sus requerimientos de energía incrementan los costos de producción y afectan la viabilidad económica.
Una estrategia prometedora para maximizar el potencial de los sistemas de recirculación en la acuacultura de agua salobre es emplear las algas para la biorremediación de los efluentes.
Un equipo de investigadores del Institute of Biotechnology de la Technische Universität Berlin publicaron un estudio donde revisan los conceptos para el tratamiento de los efluentes y lodos en la acuacultura de agua salobre, y proponen un nuevo concepto que combina la acuicultura con la producción de macroalgas y microalgas para alcanzar un sistema circular.
Conceptos sostenibles para el reciclado de nutrientes y la minimización de residuos
Los investigadores destacan que los métodos típicamente se enfocaron en el tratamiento del agua, o en el reemplazo de la harina y aceite de pescado en los alimentos acuícolas.
“La mineralización en el mismo lugar, mediante la digestión anaeróbica, puede ser aplicado para el reciclado de nutrientes y la valorización de los residuos en la acuicultura, pero existen limitados estudios sobre el tema”, describen.
Ellos describen el uso de las estrategias de mitigación para incrementar la sostenibilidad de la acuacultura en aguas salobres, principalmente de los sistemas acuapónicos, suministro de alimentos alternativos y la digestión anaeróbica para el tratamiento de los lodos.
Macroalgas
Las macroalgas pueden asimilar el nitrógeno y el fósforo de los efluentes, lo que permite la recirculación del agua.
Los residuos sólidos son convertidos vía digestión anaeróbica en ácidos carboxílicos de cadena corta y metano.
Mientras que el metano puede ser usado para el suministro de energía eléctrica y de calor, los ácidos pueden ser consumidos por las microalgas heterotróficas.
Tanto las macroalgas como las microalgas pueden ser empleados como aditivos para los balanceados en la acuacultura del camarón, proveyendo proteínas y ácidos grasos poliinsaturados.
Sistema integrado combinando la fermentación a oscuras y el monocultivo
Los investigadores reportan que un sistema de dos etapas sinérgicas fue robusto y eficiente en operación continua, y demostró ser útil para el tratamiento de efluentes, y la recuperación de energía vía la generación de hidrógeno.
“La integración del cultivo de microalgas con un sistema combinado que usa RAS y la digestión anaeróbica puede ser económicamente factible si la reducción de la carga ambiental es considerada financieramente”, destacan.
La digestión anaeróbica produce un efluente enriquecido en fosfato inorgánico y nitrógeno, además de dióxido de carbono, que puede ser usado directamente para sostener el crecimiento de las microalgas.
Los investigadores proponen un concepto que combina el tratamiento del agua y la producción de alimento:
- El efluente de la acuacultura es dividido en una fase líquida y una sólida.
- La sección líquida se proporciona a un sistema de recirculación de tratamiento con macroalgas. Los fosfatos y los compuestos nitrogenados son consumidos por las macroalgas, el material residual se separa y el líquido se recircula al sistema acuícola.
- Los residuos sólidos de los estanques acuícolas, del procesamiento de pescado y el sistema acuapónico son vertidos en un reactor anaeróbico.
- En el reactor anaeróbico las conjunciones de carbono y fósforo son absorbidos por microorganismos y se producen ácidos carboxílicos.
- Se eligen las condiciones de proceso, que incrementan la formación de ácido y evitan la producción de metano.
- Los ácidos son suministrados al cultivo de microalgas para incrementar la acumulación de lípidos en este cultivo aeróbico.
Conclusión
Los investigadores destacan que su concepto integrado permite la producción de camarones sin el suministro de harina y aceite de pescado, incrementa el reciclado de nutrientes en la acuacultura salobre, y minimiza la contaminación del suelo y agua costera.
Sin embargo, los autores del estudio recomiendan mayor investigación sobre los parámetros usados en el desarrollo de su concepto integrado antes de su implementación. Principalmente de los efluentes de la acuacultura y de la acuaponía como sustrato para la digestión anaeróbica.
Ellos también destacan que la instrumentación y cualificación de los empleados para trabajar con este sistema es mucho más alta de lo que se necesita para los sistemas acuícolas usuales, lo que conduce a mayor inversión y costos de operación.
El estudio fue financiado parcialmente por el German Federal Ministry of Agriculture and Nutrition en el marco del programa Susfood 2.
Contacto
Stefan Junne,
Institute of Biotechnology, Technische Universität Berlin,
Ackerstrasse 76 ACK 24, Berlin D-13355, Germany.
Email: stefan.junne@tu-berlin.de
Referencia (open access):
Carvalho Pereira, Joana; Lemoine, Anja; Neubauer, Peter; Junne, Stefan. 2022. Perspectives for improving circular economy in brackish shrimp aquaculture. Aquaculture Research. 2022;53:1169–1180.
