Sistemas de Cultivo

Revelando el potencial de las algas para el desarrollo de la acuicultura

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By Milthon Lujan

Roma, Italia – El informe provee una visión balanceada del sector de las algas, con principal atención a su contribución y potencial para el desarrollo de la acuicultura mundial.

Las algas juegan un importante rol en los ecosistemas acuáticos mediante la formación de la base energética de la red alimentaria para todos los organismos acuáticos; ellas proveen varios beneficios ambientales y servicios ecosistémicos, como la mitigación de la eutrofización, captura o secuestro de carbono, disminución de la acidificación del océanos, provisión de hábitat y protección de la línea costera, entre otros.

Las algas, incluido las macroalgas y microalgas, contribuyeron con cerca del 30 por ciento de los 120 millones de toneladas de la producción acuícola mundial (medido en peso húmedo) registrado en el año 2019. Las macroalgas rojas y pardas fueron las más producidas.

El informe provee una revisión del sector de las algas, en el que se incluye (i) evaluación del estado y tendencias de la producción mundial de algas; (ii) evaluación de las contribuciones a los sectores social, económico y ambiental; (iii) destaca lo problemas, limitaciones y desafíos en el desarrollo del sector de las algas; y (iv) discute las lecciones aprendidas y plantea la hoja de ruta a seguir para desbloquear todo el potencial en el cultivo de algas.

Producción y mercado

La producción mundial de algas depende principalmente de la acuicultura. Durante el año 2019, 1.1 millón de toneladas provino de la extracción y 34.7 millones de toneladas fueron resultado de las actividades acuícolas.

Macroalgas

Existe un fuerte desbalance regional en la producción de macroalgas. En el 2019, Asia contribuyó con el 97.4% de la producción de macroalgas. Las Américas y Europa contribuyeron, respectivamente, con 1.4% y 0.8% de la producción mundial.

En el año 2019, los precios de primera venta fueron de US $0.47/kg (peso húmedo) para las macroalgas pardas, US $0.39/Kg para las macroalgas rojas y US $0.79/kg para las macroalgas verdes.

Microalgas

Las microalgas comprenden una amplia variedad de especies unicelulares, como Chlorella spp., Nannochloropsis spp., Schizochytrium spp., Crypthecodinium spp.,y cianobacterias (Spirulina).

La producción comercial de microalgas es bastante pequeña comparada a las macroalgas. La producción mundial de microalgas alcanzó las 93 756 toneladas en el año 2010; sin embargo, declinó a 56 456 toneladas en el 2019, lo que refleja el cambio del cultivo de espirulina en China.

De las 56 456 toneladas de microalgas producidas en todo el mundo en el 2019, 56 208 toneladas corresponden a Spirulina (Arthrospira), cultivado en diez países.

La producción y el consumo altamente desequilibrados entre las regiones geográficas implica un gran potencial en el desarrollo del cultivo de algas. Sin embargo, se necesitan esfuerzos de los gobiernos, la industria, la comunidad científica, la sociedad civil y otras partes interesadas o expertos para aprovechar todo ese potencial.

El informe examina el estado y las tendencias de la producción mundial de algas con un enfoque en el cultivo, reconoce las contribuciones y beneficios actuales y actuales del sector de las algas, destaca una variedad de limitaciones y desafíos para alcanzar el desarrollo sostenible del sector, y discute las lecciones aprendidas.

A continuación te ofrecemos un breve resumen del documento. Al final del artículo puedes acceder a la descarga.

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Contribución social, económica y ambiental del cultivo de algas

Contribución a la alimentación, nutrición y salud humana

Debido a que la mayoría de las especies de macroalgas no tienen toxinas intrínsecas, ellas son comestibles. El consumo humano de macroalgas se ha dado por siglos, con cerca de 700 especies de macroalgas comestibles.

Las comunidades costeras en muchos países tienen tradiciones culturales de consumo de macroalgas. Laminaria/Saccharina, Porphyra y Undaria son alimentos comunes en el este de Asia y son consumidos como ingredientes de sopas, ensaladas, wraps y snacks, entre otros.

Las macroalgas son ricas en fibras, micronutrientes y compuestos bioactivos, por lo que son consideradas como alimentos saludables y bajos en calorías; particularmente favorables para las personas que prefieren dietas bajas en carbohidratos y basados en vegetales.

Los múltiples beneficios para la salud del consumo de macroalgas (por ejemplo la mejora de la salud del intestino y reducción de los riesgos de obesidad y diabetes Tipo II) han sido demostrado por diversas investigaciones.

Contribución a los ingresos, sustento y cohesión social

En el año 2019, el valor en primera venta de la producción mundial de macroalgas fue de US $14.7 mil millones, principalmente atribuida a Laminaria/Saccharina (US $4.6 mil millones), Porphyra (US $2.7 mil millones), Kappaphycus/Eucheuma (US $2.4 mil millones), Gracilaria (US $2 mil millones) y Undaria (US $1.9 mil millones).

Las operaciones de cultivo de macroalgas usualmente son intensivas en mano de obra y emplean muchos trabajadores durante tiempo parcial u ocasional. Además, las actividades como post-cosecha, distribución, procesamiento y comercialización, tienden a generar más ingresos y empleo.

Por otro lado, el cultivo de macroalgas hace una contribución significativa a la cohesión de la comunidad y el empleo de las mujeres. Asimismo, las características del cultivo de macroalgas, como la intensidad en la mano de obra, baja inversión de capital y tecnología de cultivo simple, permite la participación de muchas familias de bajos recursos o individuos vulnerables.

Beneficios ambientales y servicios del ecosistema

Las algas proveen importantes beneficios ambientales y servicios ecosistémicos.

Mediante la extracción de nutrientes (nitrógeno y fósforo) del agua circundante y la absorción del dióxido de carbono, el proceso fotosintético de las macroalgas y microalgas pueden mitigar la eutrofización, tratamiento de aguas residuales, reducción de la acidificación del océano y la captura/secuestro del carbono.

El cultivo de macro y microalgas pueden contribuir a combatir el cambio climático a través de varios mecanismos, incluido:

(i) productos basados en algas (alimentos para humanos, piensos de animales y fertilizantes) que tienen relativamente una baja huella de carbono;

(ii) captura o secuestro del carbono; y,

(iii) reducir las emisiones metano de la crianza de ganado mediante el empleo de ciertas macroalgas como suplemento alimenticio.

Otros beneficios ambientales directos o indirectos y servicios ecosistémicos de las macroalgas y/o microalgas incluyen:

(i) proveer hábitat para los peces y otros organismos marinos;

(ii) servir de protección contra la acción de las olas para proteger la línea costera;

(iii) reducir la sobrepesca a través de la provisión de medios de sustento alternativos a las comunidades pesqueras;

(iv) mejorar las condiciones del suelo y potencialmente reducir el uso de pesticidas agrícolas a través del uso de biofertilizantes o bioestimulantes basados en macroalgas; y,

(v) producir bienes y empaques biodegradables.

Contribución a la acuicultura

Además de su contribución directa a la producción acuícola, las macroalgas y microalgas también ayudan a facilitar otras actividades acuícolas.

La capacidad de las macroalgas para metabolizar el dióxido de carbono y extraer los nutrientes inorgánicos (nitrógeno y fósforo) de las aguas circundantes hace que la integración del cultivo de macroalgas con la crianza de especies de animales un sistema de producción atractivo, capaz de incrementar los beneficios ambientales y económicos mediante el reciclaje de nutrientes y el uso más eficiente de las áreas de cultivo.

La acuicultura integrada multitrófica (IMTA) tiene el potencial de generar no solo beneficios ambientales, sino también ganancias económicas.

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Las macroalgas son usadas como alimento en el cultivo de abalón, erizos de mar y, en menor extensión, pepinos de mar. Asimismo, son usadas como suplemento en la alimentación de peces.

Por su parte, las microalgas con alto contenido de lípidos pueden ser usadas para producir aceites como sustituto al aceite de pescado. La astaxantina extraída de Haematococcus pluvialis es usada para incrementar la pigmentación en la industria salmonera.

Muchos criaderos dependen del cultivo de microalgas para proveer alimento vivo, directa o indirectamente (a través del cultivo de zooplancton), para las larvas de peces, moluscos, crustáceos u otros animales acuáticos.

Problemas, limitaciones y desafíos

Existen vastas áreas para el cultivo de las macroalgas y microalgas. Las experiencias reportadas en el este y sudeste de Asia indican que el cultivo de algas pueden ser industrias importantes que generan beneficios y contribuciones.

Demanda limitada o incierta por las macroalgas

La expansión de la producción de macroalgas necesita estar orientada por el incremento en la demanda de algas.

Una forma es incrementar el consumo de algas como alimento para los humanos, lo cual tiende a utilizar las macroalgas eficientemente y generar más ingresos para los productores de macroalgas.

Limitada o disponibilidad reducida de sitios para las granjas cerca a la costa

La mayoría de las macroalgas crecen cerca a la superficie del agua con la finalidad de tener la suficiente luz solar para la fotosíntesis; por consiguiente, ellas son usualmente cultivadas en las áreas costeras por conveniencias operacionales y logísticas.

Las operaciones costeras tienden a ser menos caras en términos de inversión y costos de operación. No obstante, múltiples factores representan limitaciones o desafíos para el cultivo de las macroalgas en áreas costeras, incluido, entre otros:

(i) competencia por áreas costeras del desarrollo urbano, recreación, pesca, piscicultura y/o otras actividades;

(ii) contaminación de las áreas costeras; y,

(iii) incremento de las temperaturas del agua de mar.

El cultivo de macroalgas en mar abierto puede ayudar a superar los desafíos, y el cultivo de macroalgas puede ser integrado con actividades en mar abierto, como la generación de energía eólica.

Escasez de mano de obra

El cultivo de macroalgas usualmente requiere grandes cantidades de mano de obra en la siembra, mantenimiento diario, cosecha y post-cosecha, con una demanda estacional u ocasional.

La falta de mano de obra adecuada es uno de los principales desafíos con respecto al cultivo de macroalgas en las regiones desarrolladas, debido a la competencia con otros sectores que ofrecen empleos más atractivos (por ejemplo el turismo).

Los sistemas y tecnologías de cultivo automatizados pueden ayudar a resolver la escasez de mano de obra y mejorar la salud ocupacional, pero esto incrementará los costos de producción.

Desafíos sobre los sistemas integrados de cultivo

Un estudio sobre la viabilidad de los sistemas IMTA en Europa identificó desafíos en varios aspectos, incluido biológico, conflictos, ambiental, interés, legislación, comercial, operacional, investigación y desarrollo, y vandalismo.

Técnicamente, IMTA es un sistema de acuacultura complejo cuyo rendimiento es dependiente del balance de un amplio rango de interacciones entre las especies cultivadas o entre los organismos y ambiente físico y químico.

Económicamente, los sistemas IMTA, particularmente las operaciones a gran escala, tienen el desafío de comercializar múltiples productos a lo largo de diferentes cadenas de valor.

Semilla de baja calidad

La producción de semillas es clave para el éxito y sostenibilidad del cultivo de macroalgas. La calidad de la semilla se ha vuelto crucial debido al deterioro de los ambientes de cultivo, además del aumento de las temperaturas del agua de mar, y con mayor frecuencia y severidad los brotes de enfermedades.

La obtención de semillas de calidad de un criadero especializado es una práctica común en la acuicultura; no obstante, mantener el modelo de negocio puede ser difícil para algunas especies de macroalgas cultivadas por numerosos pequeños productores que obtienen sus cultivos mediante la propagación vegetativa de sus propios cultivos.

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Las tecnologías de mejora genética, como la selección de líneas genéticas, la crianza selectiva, hibridización, micropropagación y marcadores genéticos, pueden ayudar a mejorar la calidad de la semilla y la eficiencia de la producción.

Impactos o riesgos ambientales/ecosistema

Como especie extractora, las macroalgas tienden a ser más eco-amigables que las especies acuícolas que requieren de alimentación. Sin embargo, la gestión inadecuada del cultivo de macroalgas podría afectar negativamente el ambiente o el ecosistema a través de:

(i) diseminación de enfermedades y parásitos;

(ii) liberación de materiales reproductivos de especies domesticadas o exóticas que pueden contaminar la integridad genética de las especies locales;

(iii) reducir el flujo del agua, lo cual puede afectar el transporte de sedimentos y alterar la química marina;

(iv) competir por luz y nutrientes con otros organismos marinos;

(v) causar la degradación ambiental a través de la construcción de los sistemas de cultivo;

(vi) causar contaminación durante las operaciones.

Problemas y desafíos sobre el cultivo de microalgas

A pesar de los esfuerzos por promocionar a las microalgas como una nueva fuente de alimentos para combatir el hambre y la malnutrición, el consumo humano global se presenta a través de la demanda de suplementos proveídos por la industria nutracéutica.

Los factores que desafían el uso de microalgas en la alimentación humana incluyen:

(i) sabor o color desagradable;

(ii) contaminación potencial con metales pesados y/o microcistinas en cultivos mal gestionados;

(iii) potenciales efectos secundarios causados por el consumo de microalgas (alergias y problemas gastrointestinales); y,

(iv) precios relativamente altos de los productos de microalgas de calidad.

Floraciones algales

Las floraciones algales o mareas rojas pueden deteriorar la calidad del agua, afectar los ecosistemas acuáticos y causar contaminación del agua y los alimentos que ponen en peligro la salud de los animales acuáticos y humanos.

El documento busca facilitar la discusión sobre los temas relacionados con las algas en el Eleventh Session of the SubCommittee on Aquaculture, the FAO Committee on Fisheries (COFI), que se realizará en Mérida (México), del 15 al 18 de noviembre de 2021.

Referencias (acceso abierto):
Cai, J., Lovatelli, A., Aguilar-Manjarrez, J., Cornish, L., Dabbadie, L., Desrochers, A., Diffey, S., Garrido Gamarro, E., Geehan, J., Hurtado, A., Lucente, D., Mair, G., Miao, W., Potin, P., Przybyla, C., Reantaso, M., Roubach, R., Tauati, M. & Yuan, X. 2021. Seaweeds and microalgae: an overview for unlocking their potential in global aquaculture development. FAO Fisheries and Aquaculture Circular No. 1229. Rome, FAO. https://doi.org/10.4060/cb5670en 

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