Acuicultura multitrófica integrada: enfoque sustentable en la producción

Ejemplo de Acuicultura Multitrófica Integrada (IMTA) en mar abierto. Fuente: Lothmann et al., (2022).
Ejemplo de Acuicultura Multitrófica Integrada (IMTA) en mar abierto. Fuente: Lothmann et al., (2022).

Por: Milthon B. Lujan Monja y Carmen Chimbor Mejia
El sector de la acuicultura mundial continúa creciendo, y los sistemas de cultivo continúan intensificandose, pero ahora se esta debatiendo como la actividad puede seguir creciendo de una forma sostenible y rentable. Las actuales prácticas de monocultivo y las percepciones intrínsecas a la industria acuícola están cambiando hacia una visión de la expansión de la producción de especies carnívoras con organismos de menor nivel trófico en granjas acuícolas balanceadas de forma ecológica (Neori, 2008).

El rápido crecimiento de la acuicultura enfrenta algunos desafíos en la disponibilidad de lugares adecuados y en la capacidad de carga ecológica de los lugares existentes (Troell et al. 2009). En este sentido, se deben implementar enfoques de cultivo que permitan garantizar la sostenibilidad de la industria acuícola.

En este contexto la Acuicultura Multitrófica Integrada (IMTA) surge como la respuesta para reducir los impactos ambientales negativos de los sistemas acuícolas concentrados en una sola especie.

Definición de Acuicultura Multitrófica Integrada (IMTA)

La Acuicultura Multitrófica Integrada (IMTA) se define como el cultivo de organismos que requieren de alimentos exógenos (peces o camarones) en combinación con organismos que extraen los nutrientes inorgánicos disueltos (macroalgas) o el material orgánico particulado (moluscos bivalvos) y, además, los procesos biológicos y químicos están balanceados (Chopin, 2006); en otras palabras podemos definir al IMTA como el cultivo de múltiples organismos de diferentes niveles tróficos al mismo tiempo, siendo el objetivo el crear un sistema balanceado.

Según Knowler et al., (2020), en la acuicultura multitrófica integrada (IMTA), las especies de diferentes niveles tróficos se crían en proximidad entre sí y los coproductos (desechos orgánicos e inorgánicos) de una especie cultivada se reciclan para que sirvan como insumos nutricionales para otras.

Como ejemplo, podemos citar el cultivo de salmón, mejillones y macroalgas, en donde el salmón es el cultivo principal, y los mejillones y macroalgas se usan para aprovechar los desechos orgánicos (alimentos no consumidos) y los desechos inorgánicos (nitrógeno y fósforo) producto de la descomposición de las heces y el alimento no consumido.

El concepto de IMTA es extremadamente flexible, puede ser aplicado a sistemas de cultivo que emplean agua dulce o marina. Lo importante es que los organismos sean seleccionados en base a las funciones que ellos tienen en el ecosistema y por su valor o potencial económico (Chopin, 2006 y Neori, 2008).

Beneficios de la Acuicultura Multitrofica Integrada

La Acuicultura Multitrófica Integrada tiene el potencial de incrementar la sustentabilidad de la acuicultura en todo el mundo, debido a que puede ayudar a reducir la eutrofización en los ecosistemas de agua dulce y marina; en este sentido Chopin et al (2010) indica que los sistemas IMTA no solo producen biomasa valiosa, también provee el servicio de reducción de nutrientes.

IMTA puede reducir los impactos ecológicos cerca de las operaciones de acuicultura, mejorar las percepciones sociales de la acuicultura y proporcionar beneficios financieros para los productores de acuicultura a través de la diversificación de productos, ciclos de producción más rápidos y primas de precios en los productos de la Acuicultura Multitrófica Integrada (Knowler et al., 2020).

Una de las principales limitaciones en la adopción del Acuicultura Multitrófica Integrada es la dificultad para cuantificar su rendimiento ambiental. Al respecto, Nederlof et al., (2022), sobre la base de los requisitos ecofisiológicos de las especies cultivadas, así como de la respuesta de las especies “extractivas” a los desechos de las especies “alimentadas”, definieron la máxima eficiencia de retención para un sistema IMTA marino conceptual de cuatro especies (peces, algas y bivalvos) y demostraron que teóricamente podría retenerse entre el 79 % y el 94 % del nitrógeno, el fósforo y el carbono suministrados con los alimentos para peces.

Otra de las bondades del Acuicultura Multitrófica Integrada es que provee la oportunidad de diversificar y reducir el riesgo económico cuando se elige las especies apropiadas.

Barreras a la adopción comercial de la Acuicultura Multitrófica Integrada

Para que la acuicultura multitrófica integrada se convierta en una opción comercialmente viable, aún debe superar algunos desafíos. Sickander y Filgueira (2022) reportan que los principales desafíos para la implementación comercial del IMTA son:

  • Los problemas económicos relacionados con los costos de capital y mantenimiento constituyen cuellos de botella para la implementación.
  • La falta de apoyo gubernamental y compromiso con la implementación y la innovación se mencionaron repetidamente entre los documentos de revisión de la literatura y la encuesta de la industria.
  • A pesar de las especulaciones sobre su viabilidad, el hecho de que IMTA no se implemente comúnmente a escala comercial constituye una barrera para la adopción de la industria.

Por su parte, Rosa et al., (2020) describen que se carece de legislaciones para comprender el cocultivo de múltiples especies en proximidad; y que los límites máximos de residuos ya existentes para el pescado deben establecerse para otros organismos también producidos en los sistemas de acuicultura multitrófica integrada con el fin de proteger la salud de los consumidores.

Algunas experiencias

El la última década se han desarrollado una serie de investigaciones en acuicultura multitrófica integrada con diferentes especies en todo el mundo. Se han realizado experiencias con macroalgas, poliquetos, esponjas, peces marinos, entre otros.

Los sistemas acuicultura multitrófica integrada son diseñados para mitigar los problemas ambientales causados por la acuicultura. Abreu et al. (2009) reporta el cultivo de Gracilaria chilensis cerca a las granjas de salmón, determinando que el crecimiento de la macroalga fue mayor en cultivos suspendidos cerca a las jaulas de salmón, concluyendo que 100 ha de cultivo suspendido de G. chilensis puede reducir de forma efectiva el aporte de nitrógeno de una granja de 1500 t de salmón.

Por otro lado, Abreu et al. (2010) evaluó el uso potencial de la macroalga G. vermiculophylla como componente del biofiltro en el cultivo de turbot en tierra; los investigadores concluyeron que G. vermiculophylla es un componente eficiente de los sistemas acuicultura multitrófica integrada en tierra, con potenciales beneficios ambientales y económicos para la piscigranja. Mientras que Yokoyama y Ishihi (2010) evaluaron el cultivo de la macroalga Ulva ohnoi dentro de las jaulas de peces, indicando que esta especie es adecuado para ser usado como biofiltrador.

En Canadá, Ridler et al. (2007) informa que un proyecto piloto cultivó las macroalgas: Saccharina latissima y Alarina esculenta, con mejillones azules (Mytilus edulis) y salmón (Salmo salar) en la bahía de Fundy, determinando que la tasa de crecimiento de las macroalgas se incremento en 46% y en más de 50% para los mejillones.

Cutajar et al., (2022) evaluaron el uso del pepino de mar Holothuria poli en las jaulas de cultivo de peces en el mar Mediterráneo, y concluyeron que el pepino de mar podría tener el potencial de absorber desechos orgánicos del cultivo y aumentar la producción acuícola, aunque con consideraciones importantes para el diseño de la instalación y la densidad de población.

Por su parte, Omont et al., (2020) estudió co-cultivo del camarón marino (Penaeus vannamei) y ostra del Pacífico (Crassostrea gigas) en un sistema de acuicultura multitrófica integrada, reportando que el total de partículas sedimentables en el agua se redujeron significativamente, y concluyen que este tipo de sistema de cultivo impone cambios en la dinámica de la microbiota digestiva, lo que puede mejorar la calidad del agua y la productividad del camarón.

Finalmente, Jerónimo et al., (2021) estudiaron el perfil de ácidos grasos de cuatro especies de poliquetos, y concluyen que es posible producir biomasa de estos organismos acuáticos con alto valor nutricional a través de un concepto de ecodiseño como la acuicultura multitrófica integrada (IMTA).

Conclusión

Los sistemas Acuicultura Multitrófica Integrada se han convertido en una buena alternativa para diversificar las explotaciones acuícolas, pero sobretodo para garantizar su sustentabilidad. Sin embargo, aún existen una serie de desafío que deben ser superados para que se vuelvan en una opción comercialmente viable.

Los investigadores, y las empresas, tienen la tarea de llevar estas experiencias a escala comercial; mientras que los legisladores y los entes gubernamentales deben crear el marco legal para fomentar este tipo de prácticas.

Referencias bibliográficas

Abreu, M., D. Varela, L. Henríquez, A. Villarroel, C. Yarish, I. Sousa-Pinto and A. Buschmann. 2009. Traditional vs. Integrated Multi-Trophic Aquaculture of Gracilaria chilensis C. J. Bird, J. McLachlan & E. C. Oliveira: Productivity and physiological performance. Aquaculture, 293 (3-4): 211-220.

Abreu, M., R. Pereira, C. Yarish, A. Buschmann and I. Sousa-Pinto. 2010. IMTA with Gracilaria vermiculophylla: Productivity and nutrient removal performance of the seaweed in a land-based pilot scale system. Aquaculture (Article in Press).

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Chopin, T., M. Troell, G. Reid, D. Knowler, S. Robinson, A. Neori, A. Buschmann and S. Pang. 2010. Integrated Multi-Trophic Aquaculture. Part II. Increasing IMTA Adoption. Global Aquaculture Advocate, November/December. Pp: 17-19.

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Jerónimo, D., Lillebø, A.I., Maciel, E. et al. Unravelling the fatty acid profiles of different polychaete species cultured under integrated multi-trophic aquaculture (IMTA). Sci Rep 11, 10812 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-90185-8

Knowler, D., Chopin, T., Martínez-Espiñeira, R., Neori, A., Nobre, A., Noce, A. and Reid, G. (2020), The economics of Integrated Multi-Trophic Aquaculture: where are we now and where do we need to go?. Rev Aquacult, 12: 1579-1594. https://doi.org/10.1111/raq.12399

Nederlof, MAJ, Verdegem, MCJ, Smaal, AC, Jansen, HM. Nutrient retention efficiencies in integrated multi-trophic aquaculture. Rev Aquac. 2022; 14: 1194– 1212. https://doi.org/10.1111/raq.12645

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Omont, A., Elizondo-González, R., Quiroz-Guzmán, E., Escobedo-Fregoso, C., Hernández-Herrera, R., & Peña-Rodríguez, A. (2020). Digestive microbiota of shrimp Penaeus vannamei and oyster Crassostrea gigas co-cultured in integrated multi-trophic aquaculture system. Aquaculture, 521, 735059.

Ridler, N., K. Barrington, B. Robinson, M. Wowchuk, T. Chopin, S. Robinson, F. Page, G. Reid, M. Szemerda, J. Sewuster and S. Boyne-Travis. 2007. Integrated Multitrophic Aquaculture. Canadian Project combines salmon, mussels, kelps. Global Aquaculture Advocate. March/April. Pp: 52-55.

Rosa, J., Lemos, M. F., Crespo, D., Nunes, M., Freitas, A., Ramos, F., … & Leston, S. (2020). Integrated multitrophic aquaculture systems–Potential risks for food safety. Trends in food science & technology, 96, 79-90.

Sickander, O., & Filgueira, R. (2022). Factors affecting IMTA (integrated multi-trophic aquaculture) implementation on Atlantic Salmon (Salmo salar) farms. Aquaculture, 561, 738716.

Troell, M., A. Joyce, T. Chopin, A. Neori, A. Buschmann and Jian-Guang Fang. 2009. Ecological engineering in aquaculture – Potential for integrated multi-trophic aquaculture (IMTA) in marine offshore systems. Aquaculture 297:1-9.

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