Sistemas de Cultivo

Tecnología Biofloc para la producción sostenible en la acuacultura

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By Milthon Lujan

La tecnología biofloc se ha convertido en una de las respuestas a la preocupación en la descarga de efluentes ricos en nutrientes en el ambiente por parte de la acuicultura intensiva.

Las tendencias actuales de producción están orientadas a la implementación de sistemas sostenibles, que no solo permiten el uso eficiente de los recursos (agua, energía, suelo y capital) sino que también minimizan la contaminación ambiental y maximizan la producción y rentabilidad.

Beneficios de la tecnología biofloc

La tecnología biofloc (BFT) es una de las más prometedoras alternativas de producción acuícola debido a:

i) cero recambio de agua, permitiendo el uso eficiente de los limitados recursos acuáticos y evita la descarga de efluentes ricos en nutrientes al ambiente;

ii) reduce las necesidad de alimentos artificiales, lo que disminuye los costos de producción a la vez que permite la inclusión de fuentes de proteínas alternativas baratas y altamente nutritivas; y,

iii) establecimiento natural de la biomasa microbiana, que no solo purifica el agua sino que también mejora el crecimiento y la inmunidad de las especies acuáticas en cultivo.

Investigadores de The American University in Cairo, Kafrelsheikh University y The RWTH Aachen University publicaron una revisión científica en donde brindan una breve descripción de los sistemas BFT, incluido los parámetros operativos que afectan su eficiencia; además, revisaron los estudios sobre la aplicación del biofloc para la producción sostenible de especies acuáticas de importancia económica, y destacan los aspectos económicos de la tecnología biofloc.

¿Qué es el biofloc?

Para definir la tecnología biofloc los investigadores citan a la National Agricultural Library Glossary (United States Department of Agriculture, North Bend, WA, USA), que define al BFT como “el uso de agregados de bacterias, algas y protozoos, junto con materia orgánica particulada para mejorar la calidad del agua, el tratamiento de desechos y la prevención de enfermedades en los sistemas de acuicultura intensivos”.

El biofloc depende del principio de reciclaje de los desechos nitrogenados por varias especies microbianas (bioflocs) en el sistema, mientras que se mejora la calidad del agua y el rendimiento en crecimiento de las especies acuáticas en cultivo.

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Tasa carbono-nitrógeno

En el ambiente acuático, la tasa carbono-nitrógeno (C/N) juega un rol vital en la inmovilización de los compuestos nitrogenados inorgánicos tóxicos en biomasa microbiana útil que puede actuar como una fuente de alimento directo para las especies en crianza.

La inmovilización del N inorgánico ocurre a una tasa C/N de materia orgánica superior a 10 y, cualquier cambio en esta tasa dentro de un sistema BFT puede resultar en una modificación de la diversidad microbiana.

La manipulación de la tasa C/N puede ser alcanzada a través de la modificación del contenido de carbohidratos en los alimentos o la adición de una fuente externa de carbono en el agua de crianza.

Fuente de carbono orgánico

Diferentes fuentes de carbono (melaza, glucosa, almidón de yuca, harina de maíz, harina de trigo, harina de sorgo, bagazo de azúcar, azúcar, salvado de arroz, pan rallado molido, glicerol y glucosa anhidra) son usadas para incrementar la dinámica de los nutrientes mediante la alteración de la tasa C/N.

La eficiencia del establecimiento de los flóculos de las diferentes fuentes de carbono principalmente depende de su contenido de carbono y su velocidad de degradación, lo que indica que ciertas fuentes de carbono son más eficientes en promover la formación del floc.

La melaza es la fuente de carbono más usada en los sistemas BFT debido a que se degrada más rápido que otros azúcares.

Biofloc como fuente de alimento

Los investigadores destacan que el valor nutricional de los bioflocs es altamente dependiente de la comunidad microbiana que lo acompaña y de ciertos factores como las fuentes de carbono y la influencia de la tasa C/N en la composición bioquímica de los bioflocs.

El uso de proteínas de origen vegetal en los alimentos es más favorable para los sistemas biofloc y es considerado más eco-amigable y sostenible.

Los flóculos son empleados como alternativas baratas y sostenibles a la harina de pescado. En el cultivo de camarones, del 15 al 30% de las fuentes convencionales de proteínas pueden ser reemplazadas por harina de biofloc sin afectar negativamente el bienestar general de los organismos.

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La incorporación de la harina de biofloc en los piensos acuícolas reduce los costos de producción, a la vez que permite el cultivo intensivo de las especies, maximizando de esta forma las ganancias.

Aspectos económicos de los sistemas BFT

En comparación con los sistemas de acuacultura convencionales, los sistemas BFT generalmente mejoran el rendimiento en crecimiento (tasa de crecimiento específicos, tasa de supervivencia y el factor de conversión del alimento) de los animales en crianza.

Los investigadores citan que parámetros como la tasa de supervivencia influyen en la rentabilidad, ellos reportan que un 20% de incremento en la densidad de cultivo y la tasa de crecimiento, tiene un impacto en el incremento de la rentabilidad en 57% y 45%, respectivamente.

Limitaciones y aspectos de gestión de la tecnología biofloc

A pesar de su potencial, los sistemas biofloc enfrentan serias dificultades operativas. La concentración de sólidos suspendidos totales (TSS) deben ser cuidadosamente monitoreados. La concentración recomendada de TSS para la acuicultura varía de 500 a 1000 mg/L.

Los principales parámetros de agua que deben ser monitoreados incluyen:

– NO2: El nitrito es altamente tóxico para los peces si se presenta a niveles superiores de 1 mg/L. Esto genera la presencia de regiones anaeróbicas, lo que conduce a la acumulación de lodo. Por consiguiente se necesita cambiar los aireadores para incrementar los niveles de oxígeno disuelto requeridos por los microbios aeróbicos para convertir los nitritos en nitratos.

– TAN: El nitrógeno amoniacal total por debajo de 0.5 mg/L indica que el sistema está trabajando apropiadamente. Un incremento del TAN por encima de este nivel requiere la adición de carbono al sistema. En este artículo puedes encontrar mayor información sobre la asimilación del amoníaco en BFT.

– DO. El oxígeno disuelto no debe ser menor a 5 mg/L. Por debajo de este nivel, se debe incrementar el número de aireadores al sistema para proveer más oxígeno.

– Volúmen del flóculo (FV) debe encontrarse en el rango de 5 a 50 mL/L y debe ser monitoreado usando los conos Imhoff. Cuando las concentración de FV son superiores a 50 mL/L, el lodo debe ser removido, y si está por debajo de 5 mL/L, debe agregarse carbohidratos al sistema.

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El lento establecimiento de las bacterias nitrificantes dentro de los sistemas biofloc es una de las dificultades de esta tecnología. Toma más de un mes para que los bioflocs iniciales se desarrollen.

Otra limitación seria de BFT es el alto costo de la energía. Los aireadores y las bombas requieren de energía para su operación normal y cualquier incidente de falla en el abastecimiento de energía puede causar pérdidas económicas.

Finalmente, el desarrollo de sabores extraños puede reducir la calidad y el precio en el mercado de los peces y camarones producidos en biofloc. Algunas alternativas son trasladar a los peces y camarones a agua limpia antes de ser cosechados, pero esto es costoso; algunos investigadores han sugerido que reducir las tasas de alimentación pueden disminuir los malos sabores.

Referencia (acceso abierto):
Mugwanya, Muziri, Mahmoud A.O. Dawood, Fahad Kimera, and Hani Sewilam. 2021. «Biofloc Systems for Sustainable Production of Economically Important Aquatic Species: A Review» Sustainability 13, no. 13: 7255. https://doi.org/10.3390/su13137255

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