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Acuicultura multitrófica integrada: enfoque sustentable en la producción

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By Milthon Lujan

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
La acuicultura tradicional se enfrenta a desafíos como la sobreexplotación de recursos, la contaminación ambiental y la seguridad alimentaria. En este contexto, la acuicultura multitrófica integrada (IMTA) surge como una alternativa innovadora y sostenible para la producción de alimentos.

Las actuales prácticas de monocultivo y las percepciones intrínsecas a la industria acuícola han cambiado 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); 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.

¿Qué es la acuicultura multitrófica integrada (IMTA)?

La IMTA imita los ecosistemas marinos y dulceacuícolas naturales al combinar el cultivo de diferentes especies de diferentes niveles tróficos en un mismo sistema. Los sistemas de acuicultura multitrófica integrada son un tipo de policultivo. Por ejemplo, se pueden cultivar peces, moluscos y algas juntos, de manera que los residuos de una especie se convierten en alimento o fertilizante para otras.

Chopin (2006) define a 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; 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 ejemplos de IMTA, 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 acuicultura multitrófica integrada 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). En la actualidad, existe una tendencia para incluir a la acuaponia, biofloc y simbiótica como tipos de sistemas IMTA.

Ventajas de la Acuicultura Multitrofica Integrada

Los sistemas IMTA ofrecen una serie de beneficios para los acuicultores y el ecosistema. Correia et al., (2020) destaca que el concepto de IMTA fue desarrollado como una forma de incrementar la sustentabilidad de los sistemas de acuicultura intensivos, usando un enfoque basado en el ecosistema. De esta forma los principales beneficios de la acuicultura incluyen:

Reducción de impactos ambientales negativos de la acuicultura

Los sistemas IMTA pueden 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).

Asimismo, 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.

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.

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Por otro lado, Chary et al., (2020) proponen una metodología que puede ser una herramienta poderosa para predecir la magnitud de los beneficios ambientales que se pueden esperar de sistemas de producción IMTA y para mostrar la posible transferencia de impacto entre escalas espaciales.

Retención de nutrientes

Otra de las ventajas que ofrecen los sistemas de acuicultura multitrófica integrada a los acuicultores es la retención de nutrientes que no son aprovechadas por las especies alimentadas. Al respecto, Nederlof et al., (2022) reportó que los sistemas IMTA tienen eficiencias de retención de nutrientes del 45% al 75% para sistemas cerrados y del 40% al 50% para sistemas abiertos. De esta forma IMTA también se enmarca en los enfoques de economía circular. En el mismo sentido, Jerónimo et al., (2021) demostraron que es posible producir biomasa de poliquetos (Hediste diversicolor y Terebella lapidaria) con alto valor nutricional a través de un concepto de ecodiseño como la acuicultura multitrófica integrada (IMTA).

Diversificación de la producción acuícola

La IMTA permite cultivar una variedad de especies, lo que reduce el riesgo asociado a la dependencia de una sola especie. De esta forma la Acuicultura Multitrófica Integrada es provee la oportunidad de diversificar y reducir el riesgo económico cuando se elige las especies apropiadas.

Nissar et al., (2023) destaca que el IMTA ofrece un enfoque sostenible para el desarrollo de la acuicultura con una configuración de población de dos componentes: especies de acuicultura alimentadas (peces o camarones) y especies extractivas (algas, moluscos, equinodermos, etc.). Por su parte, Magondu et al., (2022) diseñó un sistema de acuicultura multitrófica integrada utilizando camarones marinos (Penaeus indicus) integrados con pepinos de mar (Holothuria scabra) y berberechos (Anadara antiquata), concluyendo que el IMTA puede conducir a una mejor utilización de las comunidades de estanques para mejorar aún más la productividad de los estanques.

Mitigación de los efectos del cambio climático

Hamilton et al., (2022) evaluaron el potencial de la acuicultura multitrófica integrada para mitigar el impacto de la acidificación del océano sobre el crecimiento de los moluscos; ellos trabajaron con el abulón (Haliotis rufescens) y el alga roja dulse (Devaleraea mollis), y concluyeron que el IMTA amortiguará las operaciones comerciales de abulón contra los efectos de la acidificación de los océanos durante las etapas tempranas vulnerables de la vida.

Mejora de la productividad acuícola

Omont et al., (2020) sugieren que el sistema IMTA (camarón vannamei y ostra Crassostrea gigas) impone cambios en la dinámica del microbioma digestivo que podrían mejorar la gestión del agua y la productividad del camarón. Por su parte, Lal et al., (2023) concluyen que los sistemas integrados multitróficos promueven la sostenibilidad económica y ambiental al convertir subproductos y alimentos no consumidos de organismos alimentados en cultivos cosechables, reduciendo y aumentando así la diversificación económica.

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 de sistemas IMTA

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.

Asimismo, los sistemas IMTA se pueden implementar en sistemas abiertos (jaulas) o en sistemas cerrados (RAS, estanques), e incluyen variaciones de especies como peces/algas, peces/bivalvos, plantas terrestres/peces, entre otras.

IMTA con sistema de cultivo en jaulas

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.

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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 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).

IMTA con sistemas de recirculación en acuicultura

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.

Un estudio reciente de Huo et al., (2024) evaluó el potencial de integrar los sistemas de recirculación en acuicultura y la Acuicultura Multitrófica Integrada; destacando los resultando del crecimiento en el jurel cola amarrilla (Seriola dorsalis) y de la macroalga Ulva lactuca.

IMTA y sistema biofloc

De Morais et al., (2023) evaluaron el cultivo integrado del camarón blanco (Penaeus vannamei) como especie principal, la tilapia (Oreochromis niloticus) como consumidor orgánico y el alga marina (Ulva ohnoi) como consumidor inorgánico en un sistema biofloc.

IMTA en estanques en tierra

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.

Conclusión

La Acuicultura Multitrófica Integrada es una alternativa prometedora a la acuicultura tradicional. Ofrece una serie de ventajas, beneficios y soluciones a los desafíos que enfrenta la producción de alimentos. Con el desarrollo continuo y la inversión, la IMTA puede jugar un papel importante en la satisfacción de las necesidades alimentarias del mundo de manera sostenible.

De esta forma, 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 de acuicultura multitrófica integrada a escala comercial; mientras que los legisladores y los entes gubernamentales deben crear el marco legal para fomentar este tipo de prácticas.

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