El sulfato de cobre ha sido el aliado de los acuicultores durante más de un siglo para combatir un enemigo persistente: las floraciones de algas nocivas (FAN). Sin embargo, un estudio reciente de la de la Auburn University School of Fisheries y del United States Department of Agriculture sugiere que la forma en que hemos estado calculando la dosis podría no ser la más eficiente ni la más segura para nuestros ecosistemas acuáticos.
Durante décadas, la recomendación para dosificar el cobre se ha basado casi exclusivamente en la alcalinidad total del agua. Aunque esta práctica está muy extendida, carece de una base científica sólida que considere su efecto directo sobre las algas que se buscan controlar. Peor aún, este método a menudo conduce a una sobreaplicación de cobre, causando daños colaterales a organismos beneficiosos como el zooplancton y alterando el equilibrio del estanque.
Frente a este desafío, un equipo de investigadores ha desarrollado un modelo predictivo que promete revolucionar el manejo de la calidad del agua. Utilizando una técnica estadística llamada regresión lineal múltiple (MLR), proponen una nueva fórmula para calcular la dosis de cobre que es más precisa, ecológica y económica.
Los defectos del método tradicional
La fórmula tradicional, que recomienda una cantidad de sulfato de cobre pentahidratado equivalente al 1% de la alcalinidad total, fue diseñada pensando en proteger a los peces de la toxicidad del cobre, no en la eficacia contra las algas. Este enfoque ignora otros factores cruciales que influyen en cómo el cobre actúa en el agua.
El estudio destaca que factores como el carbono orgánico disuelto (DOC) y el pH son mucho más importantes para predecir la toxicidad del cobre en el fitoplancton. El DOC puede «secuestrar» el cobre, formando complejos que lo hacen menos disponible y, por tanto, menos tóxico para las algas; mientras que el pH afecta directamente la especiación del cobre en el agua; a valores de pH más altos, la cantidad de ión cúprico libre (la forma tóxica) disminuye.
Ignorar estas variables, como lo hace el método de la alcalinidad, puede llevar a aplicar dosis excesivas que no solo eliminan las cianobacterias dañinas, sino que también aniquilan a las algas verdes beneficiosas y al zooplancton, que son vitales para la red trófica y el control natural de las propias floraciones algales.
Hacia una dosificación más inteligente: el enfoque MLR
Para encontrar una solución, los investigadores realizaron una serie de bioensayos en laboratorio para medir cómo cambiaba la toxicidad del cobre al modificar individualmente la alcalinidad, la dureza, el pH y el DOC.
Los resultados fueron reveladores:
- pH y DOC, los protagonistas: El pH y el carbono orgánico disuelto (DOC) demostraron ser los predictores más importantes de la toxicidad del cobre para el fitoplancton. Un aumento en cualquiera de estos dos factores reducía drásticamente la efectividad del cobre, lo que significa que se necesitarían dosis diferentes en aguas con distintas características.
- La alcalinidad, un actor secundario e inverso: Sorprendentemente, un aumento en la alcalinidad en realidad incrementó la toxicidad del cobre para las algas, un resultado contrario a la creencia popular que sustenta el método de dosificación actual.
- La dureza, sin efecto relevante: La dureza del agua no mostró tener un impacto significativo en la toxicidad del cobre para las algas en este estudio.
Con estos datos, el equipo desarrolló una nueva ecuación de dosificación basada en los dos factores más influyentes:
Dosis de Cobre (µg/L Cu) = 24.234 + (4.396 × pH) + (2.342 × DOC en mg/L)
Esta fórmula permite a los productores calcular una dosis ajustada a las condiciones específicas de su estanque, utilizando parámetros que son relativamente fáciles de medir.
Prueba de campo: menos es más
Para validar su modelo, los científicos llevaron a cabo un experimento de 28 días en mesocosmos dentro de un estanque de acuicultura activo. Compararon tres dosis de cobre:
- Dosis MLR (100 µg/L): Calculada con la nueva fórmula, basada en un pH de 9.0 y un DOC de 15 mg/L medidos en el estanque.
- Dosis Estándar (250 µg/L): La que se recomendaría por el método tradicional basado en la alcalinidad.
- Dosis Media (180 µg/L): Un punto intermedio para observar los efectos graduales.
Los resultados de campo confirmaron la eficacia del nuevo método:
- Igual control de cianobacterias con menos cobre: La dosis MLR, que contenía un 60% menos de cobre, logró una reducción del 95% en las cianobacterias, un resultado idéntico al obtenido con la dosis estándar, mucho más alta. Esto demuestra que es posible lograr el mismo objetivo con una cantidad significativamente menor de producto químico.
- Protección del ecosistema: Mientras que las dosis más altas (180 y 250 µg/L) devastaron tanto al fitoplancton beneficioso como al zooplancton, la dosis MLR fue mucho más selectiva. Permitió una rápida recuperación de las algas verdes (clorofitas) y tuvo un impacto menor y de más rápida recuperación sobre los cladóceros, un grupo clave del zooplancton.
- Prevención de picos de amonio: Una consecuencia peligrosa de la sobreaplicación de cobre es la lisis masiva de células de algas, que libera amonio tóxico al agua. Las dosis más altas provocaron un pico de amonio del 250%, pero este efecto no se observó con la dosis MLR, gracias a que preservó una comunidad saludable de algas verdes que pudo asimilar los nutrientes.
Implicaciones los acuicultores
Este estudio no solo cuestiona una práctica de manejo de décadas, sino que ofrece una alternativa práctica, basada en evidencia y con múltiples beneficios. Adoptar un enfoque de dosificación basado en MLR puede conducir a:
- Sostenibilidad ecológica: Al minimizar el daño a las comunidades de plancton no objetivo, se preserva la función natural del ecosistema, promoviendo un control biológico más resiliente a largo plazo.
- Ahorro económico: Utilizar un 60% menos de sulfato de cobre para lograr el mismo resultado se traduce directamente en un ahorro de costos significativo para los productores.
- Mejora de la calidad del agua: Al evitar la eliminación masiva del plancton, se previenen efectos secundarios peligrosos como los picos de amonio y la depleción de oxígeno disuelto, protegiendo la salud de los peces.
En conclusión, la investigación demuestra que un enfoque más científico y matizado para el uso de alguicidas es posible y necesario. Al medir simplemente el pH y el DOC, los gestores de la calidad del agua pueden aplicar cobre de una manera más inteligente, selectiva y sostenible, asegurando no solo el control de las algas nocivas, sino también la salud general y la productividad de sus sistemas acuícolas.
Contacto
Alan E Wilson
Auburn University School of Fisheries, Aquaculture and Aquatic Sciences
Auburn Alabama, United States of America
Email: wilson@auburn.edu
Referencia (acceso abierto)
Michael B McDonald, Ashley V Hennessey, Peyton P Johnson, Matthew F Gladfelter, Kate L Merrill, Suzanne E Tenison, Sathya S Ganegoda, Tham C Hoang, H Allen Torbert, Benjamin H Beck, Alan E Wilson, Reevaluating copper algaecide dosing to manage water quality: A multiple linear regression approach, Environmental Toxicology and Chemistry, 2025;, vgaf175, https://doi.org/10.1093/etojnl/vgaf175
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.
