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Agua verde y acuicultura simbiótica

octubre 14, 2019
Microalgas. Autor: Ahom04-wikimwsia-commons

¿Qué es el agua verde en acuicultura?

Muy próxima a la tecnología de generación de bioflóculos mediante tecnología simbiótica se encuentra la tecnología de generación de agua verde. El cultivo de “agua verde en acuicultura” es el conjunto de técnicas que permiten el cultivo de un sistema acuático dominado por microalgas. Estas microalgas suponen un alimento excepcional para peces y crustáceos, especialmente en estadios larvarios. Las especies cultivadas en acuicultura más comerciales, tal como tilpiacamarones peneidos son plantónicos obligados durante una gran parte de su crecimiento. De hecho el 90% del alimento natural que consumen estas especies es plancton  (Neori, A. 2011).. Estos cultivos presentan un color verde intenso debido a la clorofila presente en las microalgas, color que le da nombre a esta tecnología.

Tipos de agua verde en acuicultura

El agua verde  puede generarse principalmente siguiendo dos metodologías. La primera es la metodología de agua verde generada  en laboratorio. Se realiza en instalaciones cerradas, en tanques pequeños o bolsas plásticas. Se selecciona las micoalgas a cultivar y se regula la intensidad de luz. Se añade un medio de cultivo específico selectivo y se controla las condiciones ambientales. La segunda metodología es agua verde generada en exterior: Se realiza en espacios abiertos, tanques rurales o lagunas naturales. No se selecciona específicamente las especies de microalgas. Se fertiliza de manera general garantizando los elementos nutricionales limitantes como fósforo, nitrógeno y potasio principalmente.

Agua verde generada en laboratorio

La metodología, “agua verde generada en laboratorio”, ha sido la responsable del éxito en la reproducción de varias importantes especies comerciales tal como Litopenaeus vannamei. Estos cultivos de microalgas permiten la supervivencia del estadio de zoea III al estadio postlarva. Las especies de microalgas más utilizadas en estas fases son Tetraselimis sp e Isochrisys sp. La razón más importante del uso de microalgas en estadios  larvales de peces y crustáceos es el aporte de el ácido eicosapentaenoico (C20:5, EPA) y el ácido docosahexaenoico (C22:6, DHA), (Valenzuela et al 2015). Estos dos ácidos grasos son indispensables para el crecimiento de las larvas. Tanto el EPA como el DHA solo tienen origen marino y no pueden ser aportados por una fuente terrestre.

Agua verde generada en exterior

agua verde Microalgas. Autor: Ahom04-wikimwsia-commons
Agua verde. Autor: Mihály Köles on Unsplash

La metodología de agua verde generada en exterior. Es la técnica que algunos acuicultores siguen en sus estanques haciendo un control de los recambios y de la fertilización del agua. Para conseguirlo normalmente se limita la tasa de recambio. De lo contrario la comunidad algal se perdería. La fertilización es importante. Esto es porque los elementos que van a entrar en el sistema debido al manejo normal del cultivo acuícola serán principalmente carbono y nitrógeno. Sin embargo, para permitir el crecimiento de microalgas es necesario introducir en el agua de cultivo, potasio además de otros microelementos como el calcio, hierro y magnesio. En este tipo de metodología no se seleccionan las microalgas que proliferarán porque ya se encuentran en el agua. De entre todas las que de manera natural estarán presentes, destaca por su gran presencia aquellas del género Chlorella sp.

Agua verde contra acuicultura simbiótica

La técnicas de agua verde  no se la considera acuicultura simbiótica debido a que no se establece una relación completamente “satisfactoria” y beneficiosa entre la población de microalga y nuestro animal de cultivo. Se dice que no es completamente “satisfactoria” porque el alimento que introducimos, los desechos y substancias tóxicas que vierte el animal al agua no satisfacen por completo con los requerimientos de elementos para que la comunidad de microalgas se desarrolle.

Eventos de anoxia por agua verde en acuicultura

Por otra parte las microalgas, en un gran número,  pueden conducir a eventos  de anoxia durante la noche que comprometen la supervivencia de nuestro animal de cultivo. Este hecho es uno de los procesos más peligrosos que genera tener agua verde en nuestros estanques. Las microalgas durante el día realizan la fotosíntesis y aportan grandes cantidades de oxígeno. Sin embargo, durante la noche, no realizan la fotosíntesis, por lo que no aportan oxígeno y además lo consumen. Al estar en gran número pueden reducir la concentración del mismo por debajo de 2mg/L. Esto puede suponer la muerte de todos nuestros organismos de cultivo en pocas horas. Estos eventos de muertes masivas son comunes en tanques con alta presencia de microalgas.

Variación de pH del agua verde en acuicultura

Otro efecto perjudicial que generan las microalgas es la alta variación del pH en el estanque además del consumo de alcalinidad del agua. Las microalgas durante el día consumen diíxido de carbono CO2 y bicarbonatos HCO3 como principal fuente de carbono para la fotosíntesis. Este consumo hace que se rebaje la generación de ácido carbónico en el agua H2CO3  y por tanto la disponibilidad de protones, aumentando el pH durante el día. Durante la noche sucede exactamente lo contrario por lo que el pH descenderá enormemente.

Las variaciones de pH no benefician los procesos metabólicos de nuestros organismos de cultivo, interrumpiendo asimismo los procesos nitrificantes que se dan en el agua. Por otra parte el consumo de alcalinidad puede afectar en el proceso de muda del camarón y endurecimiento del caparazón siendo más sensible al canibalismo y a las afecciones bacterianas y víricas.

Agua verde deficiente en nutrientes  en acuicultura

También las microalgas como fuente alimenticia son excelentes fuentes de ácidos grasos sin embargo son un alimento muy deficiente en proteínas y otros nutrientes esenciales. Las bacterias que componen los bioflóculos tienen un alto contenido de proteína altamente digerible. El biofloc está compuesto entre un 43 y 50% de proteína. Además los bioflóculos al estar compuestos de una fracción importante de zooplancton tal como microcrustáceos, protozoos, rotíferos y nemátodos tienen perfiles de aminoácidos, ácidos grasos y vitaminas excelentes. 

Agua verde y muerte súbita en acuicultura

Por último, la presencia de una gran cantidad de microalgas en el agua de cultivo puede generar un evento de “muerte súbita” en los estanques. En ocasiones, condiciones ambientales repentinas como un evento de lluvia intensa puede provocar una variación alta en el pH del agua. Si la variación es extrema las microalgas pueden morir en masa cayendo al fondo y oxidándose. Este proceso generará una capa anóxica en el fondo que matará todo aquel animal que allí se encuentre. Consiguientemente la materia orgánica sin oxígeno en el fondo comenzará a generar ácido sulfídrico el cual es altamente tóxico. El camarón que tiene hábitos bentónicos siendo adulto no soportará tal cóctel tóxico y morirá. Cuando este evento sucede el agua se aclara en cuestión de horas y el camarón se observa flotando ya muerto.

Acuicultura simbiótica como contención de los efectos nocivos del agua verde

Microalgas de agua verde. Imagen Bioaquafloc
Microalgas de agua verde. Imagen Bioaquafloc

Las bacterias que forman parte de los bioflóculos en la acuicultura simbiótica (tecnologías biofloc y aquamimicry), generan metabolitos secundarios y enzimas entre las que se encuentras celulasas que lisan las paredes de las microalgas. De esta manera los bioflóculos mantienen a raya la superpoblación de microalgas. Las microalgas, en sí, no son perjudiciales, todo lo contrario, son altamente beneficiosas, pero mientras sus poblaciones se controlen  y siempre que no dominen el sistema. El control de los procesos que ocurren en el agua debe ser llevado por la fracción bacteriana. Un sistema controlado por bacterias tendrá un color café, marrón claro, o marrón verdoso, pero nunca verde.

En la tecnología biofloc o aquamimicry por supuesto que hay una población importante de microalgas. Estas suponen una fracción importante de los bioflóculos y están también nadando libres en el agua interflocular. Reailizan funcioens indispensables como integrantes de los microorganismos de la acuicultura simbiórica. Entre ellas, retirada parcial del amonio y nitratos o aporte de oxígeno. Sin embargo, la población de dichas microalgas está controlada por las bacterias. La comunidad bacteriana no permiten mediante enzimas celulasas que la población de microalgas sufra una explosión y lleguen a controlar el sistema.

Referencias

Neori, A. (2011). “Green water” microalgae: the leading sector in world aquaculture. Journal of Applied Phycology23(1), 143-149.

https://www.researchgate.net/publication/225626993_Green_water_microalgae_The_leading_sector_in_world_aquaculture?enrichId=rgreq-9ff3cc71c1bdf4b1b9442e157387abf7-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyNTYyNjk5MztBUzo5OTUwMjk2Mjc3NDAxOEAxNDAwNzM0NzYzMTY3&el=1_x_3&_esc=publicationCoverPdf

Valenzuela, A., Sanhueza, J., & Valenzuela, R. (2015). Las microalgas: una fuente renovable para la obtención de ácidos grasos omega-3 de cadena larga para la nutrición humana y animal. Revista chilena de nutrición42(3), 306-310.

https://scielo.conicyt.cl/pdf/rchnut/v42n3/art13.pdf

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