Nuevas tecnologías y uso de herramientas tecnológicas en la producción piscícola con énfasis en sistemas biofloc y sistemas de producción IPRS
New technologies and use of technological tools in fish production with emphasis on biofloc systems and pond raceway systems
Luis Miguel Ayala Vinasco
Asesor: Mateo Espejo Valencia Universidad Tecnológica de Pereira Facultad de Ciencias de la Salud Programa de Medicina Veterinaria y Zootecnia Pereira, Risaralda, Colombia
2022
Resumen
La piscicultura en Colombia ha tenido un crecimiento exponencial en los últimos años ya que es una producción con gran potencial de crecimiento y tiene un comercio que va desde el consumo familiar hasta la exportación. En los últimos 10 años, la producción acuícola aumentó en un gran porcentaje pasando de 82.622 a 179.351 toneladas entre tilapia, trucha, cachama, camarón y otras especies. La participación del sector acuícola en el producto interno bruto (PIB) nacional fue de 0,3% y en el PIB agropecuario de 3,3%, generando 53.805 empleos directos y 161.416 indirectos. De acuerdo con la Autoridad Nacional de Acuicultura y Pesca (Aunap), el consumo per cápita en promedio de una persona en el país culminó el año pasado en 10 kilos aproximadamente, cuando el promedio mundial es de 20 kilos. Sin embargo, en Colombia hay mucho desconocimiento aún sobre los sistemas de producción que se emplean y de las necesidades que tienen. Si bien es cierto que la acuicultura ha tenido un rápido desarrollo entre el final del siglo XX y el principio del siglo XXI, la realidad es que este veloz desarrollo se ha hecho de una manera desorganizada, descoordinada y sin una planificación adecuada. A pesar de que el sector ha mostrado un rápido crecimiento este se ha manejado sin un orden adecuado, aun cuando los progresos en muchas unidades productivas acuícolas del país han mostrado desarrollo tecnológico, es evidente que todavía no avanzan a la velocidad o escala necesarias. En consecuencia, lo que causa es que los productores acuícolas tengan una gran cantidad de contratiempos técnicos, económicos, sociales y ambientales. En un país con tan poco desarrollo acuícola y que cuenta con gran potencial de fuentes hídricas, se podría llegar a mejorar las producciones implementando nuevas tecnologías, con sistemas más intensivos que aumenten la producción y la capacidad de carga en los estanques frente a los sistemas tradicionales. Los sistemas biofloc y los sistemas IPRS; tienen grandes ventajas frente a los sistemas tradicionales, pudiendo ser una opción de cultivos más rentables y sustentables para los acuicultores. Implementando estos nuevos sistemas de producción se lograría tener métodos de cultivo con mayor recursividad frente a la piscicultura tradicional y así darle más eficiencia, modernización y creatividad al campo, permitiéndole a los acuicultores cultivar peces en diferentes hábitats, ya que se tiene mucho más control
sobre los parámetros de los estanques. El objetivo de este estudio es realizar una revisión literaria sobre el estado actual de la producción piscícola en Colombia y el uso que se hace de nuevas herramientas tecnológicas en los sistemas de producción del país, realizando una amplia investigación bibliográfica para así facilitar el acceso al conocimiento a los productores sobre el uso de nuevos sistemas de producción como lo son el sistema biofloc y los sistemas IPRS.
Palabras clave: agua, capacidad de carga, eficiencia, oxígeno, peces.
Abstract
Fish farming in Colombia has had an exponential growth in recent years as it is a production with great growth potential and has a trade that ranges from family consumption to export. In the last 10 years, aquaculture production increased by a large percentage from 82,622 to 179,351 tons between tilapia, trout, cachama, shrimp and other native species. The aquaculture sector's share in the national gross domestic product (GDP) was 0.3% and in the agricultural GDP 3.3%, generating 53,805 direct jobs and 161,416 indirect jobs. According to the National Aquaculture and Fisheries Authority (Aunap), the average per capita consumption of a person in the country culminated last year at approximately 10 kilos, when the world average is 20 kilos. However, in Colombia there is still much ignorance about the production systems used and their needs; although it is true that aquaculture has had a rapid development between the end of the 20th century and the beginning of the 21st century, the reality is that this rapid development has been done in a disorganized, uncoordinated manner and without adequate planning. Although the sector has shown rapid growth, it has been managed without adequate order, even though progress in many aquaculture production units in the country has shown technological development; it is evident that they are still not advancing at the necessary speed or scale. Consequently, this causes aquaculture producers to have a large number of technical, economic, social and environmental setbacks. In a country with so little aquaculture development and with great potential water sources, it would be possible to improve production by implementing new technologies, with more intensive systems that increase production
and load capacity in the ponds compared to traditional systems. Biofloc systems and IPRS systems have great advantages over traditional systems and could be a more profitable and sustainable farming option for fish farmers. By implementing these new production systems, it would be possible to have more recursive farming methods compared to traditional fish farming and thus give more efficiency, modernization and creativity to the field, allowing fish farmers to cultivate fish in different habitats, since there is much more control over the parameters of the ponds. The objective of this study is to carry out a literature review on the current state of fish production in Colombia and the use of new technological tools in the country's production systems; carrying out an extensive bibliographic research in order to facilitate access to knowledge to producers on the use of new production systems such as the biofloc system and IPRS systems.
keywords: water, carrying capacity, efficiency, oxygen, fish.
Introducción
En Colombia hay un gran desconocimiento de las nuevas tecnologías con las cuales se podrían generar diferentes alternativas y herramientas para los acuicultores, facilitando y mejorando los procesos en la cadena piscícola del país. La producción acuícola del país actualmente está alrededor de 180.000 toneladas entre tilapia, trucha, cachama, camarón y otras especies nativas; aunque hay un alto aumento de producción con respecto a los anteriores años, a nivel mundial Colombia aún se encuentra muy rezagada. De los 32 departamentos en los que está dividido el territorio colombiano, solo en 7 de estos está repartida la mayor parte de unidades productivas piscícolas siendo Huila el principal productor (1).
Figura 1. Principales núcleos de Producción (1).
Planteamiento del problema
La acuicultura en Colombia en los últimos años ha estado en un constante crecimiento dado a que su demanda es cada vez mayor, con un promedio del 13% anual por los últimos 27 años, este desarrollo sobresale principalmente en las producciones acuícolas medianas y pequeñas. A pesar de que este desarrollo supera el crecimiento de las otras actividades agropecuarias, no se ha llevado a cabo de una forma ordenada y la mayoría de las producciones no cuentan con herramientas necesarias para una mayor eficiencia y utilidad en sus predios. Debido a lo dicho anteriormente, surge la necesidad de actualización en sus sistemas, para que en un futuro esto no sea una desventaja en el mercado nacional e internacional (2).
El primer obstáculo para los productores acuícolas fue la falta de recursos públicos que les ofrece el medio. El sector agropecuario en Colombia, que es el encargado de esta cadena, tiene recursos limitados y un compromiso con las demás producciones que tradicionalmente son consideradas más valiosas que la acuicultura. Esto ha provocado que no haya grandes centros especializados de investigación en desarrollo tecnológico y sean pocos los convenios internacionales que puedan ayudar a tener mejores pautas para la aplicación de nuevas tecnologías (3).
A través de los años los acuicultores han tenido que ver las dificultades de orden técnico, económico, social y ambiental que presenta el sector. En los últimos años se
vio un estancamiento en la economía, ya que el costo de producción cada vez fue aumentando más y el precio de los productos finales se estaba viendo estancado, tales adversidades deben ser estudiadas para así poder planificar y construir estrategias que ayuden al sector a ser un motivo de desarrollo para el país (2).
Fueron pocos los proyectos que el estado gestionó, a través de la administración pública, con fines de satisfacer las necesidades de la producción acuícola, llevando a que los piscicultores tuvieran dificultades para poseer un buen rango técnico, económico y ambiental que trae muchas dudas sobre el potencial real que tiene el sector (2).
El pronóstico de la producción acuícola en el mundo es que de 47 millones de toneladas consumidas en 2006 crezca a 94 millones en 2030; durante este mismo tiempo se espera también que la producción de pesca rebaje de 65 millones a 58 millones de toneladas. Para lograr cumplir con la demanda de consumo humano que se prevé, el sector acuícola tiene que aumentar su producción en unos 47 millones de toneladas, para cubrir la cantidad de proteína requerida por alrededor de 9.000 millones de personas (4).
Sin embargo, existe una falta de información y accesibilidad a la misma, que permita que los productores tomen decisiones que mejoren la productividad del país a través del uso y aplicación de sistemas de producción que aumenten de manera significativa la productividad y el desarrollo de nuevas tecnologías en las unidades productivas acuícolas del país. Por ende, es necesario que se creen documentos que organicen y recopilen los datos de la cadena acuícola en Colombia, los tipos de sistema de producción empleados y sus resultados, para así aportar al sector pilares tan importantes como diseño y manejo de instalaciones, bioseguridad y genéticas manejadas.
Justificación
Considerando el problema planteado, es necesario señalar la importancia de implementar y mantener en constantes actualizaciones el campo piscícola colombiano. Los productores deben optimizar sus procesos de aprendizaje y esto lo pueden lograr incluyendo sistemas biofloc o sistemas IPRS, por medio de actualizaciones y capacitaciones con ayuda del gremio o asociaciones, ya que estas nuevas tecnologías benefician tanto a productores piscícolas como al desarrollo del comercio del país. La demanda de productos piscícolas en el país va creciendo cada año, para el 2010 según el ministerio de agricultura colombiano el consumo per cápita de proteínas obtenidas a través de la pesca o de la acuicultura era de 4,48 kilogramos por año (3), mientras que el 2020 el consumo per cápita de este mismo tipo de proteínas estaba en 9 kilogramos de pescado por año (1).
En la actualidad colombiana una persona consume en promedio el doble de estas proteínas piscícolas a diferencia de lo que se consumía hace 10 años atrás. A pesar de que en los últimos 10 años la producción acuícola aumentó alrededor de un 100%, aún no se logra suplir la necesidad del país, con esto se puede ver la gran demanda que tiene el sector y la necesidad de empezar a implementar tecnología en la producción piscícola para que esta sea más efectiva (4).
El uso de nuevas herramientas tecnológicas en la producción piscícola del país es fundamental tanto para los gremios, asociaciones y pequeños productores, así como para el desarrollo del mercado colombiano a nivel mundial, por lo cual podría llegar a ser una muy buena opción que en todo el territorio nacional se implementen sistemas de producción biofloc y sistemas IPRS. Lo anterior con el fin de que los productores tengan posibilidad de producir una utilidad y una mejor eficiencia en los procesos de la cadena, cubriendo así la demanda actual y futura (5).
La actividad ha ido reemplazando la producción pesquera nacional de extracción o captura, al punto que en el año 2011 representó el 51,4 % de la producción pesquera total, lo cual posicionó al país en el sexto lugar en orden de importancia de la acuicultura en América Latina (2).
Por lo anterior nuestro objetivo fue realizar una revisión de literatura del estado actual de la producción piscícola en Colombia con enfoque en los sistemas biofloc y sistemas IPRS, facilitando así el acceso al conocimiento sobre los nuevos sistemas de producción piscícola a pequeños productores, empresas y académicos. Las nuevas tecnologías ofrecen a la acuicultura más capacidad de carga en los estanques y mejorar tanto la oxigenación como la utilización de desechos que hay en el estanque, optimizando así los recursos que tenemos en este. Los mercados locales, regionales y de exportación están teniendo cada día una demanda más alta de productos piscícolas, por lo que se ve necesario brindar a los productores información sobre productividad, sostenibilidad y tecnología; para que se pueda llegar a lograr así en un futuro tener mayor diversidad en los procesos de las unidades productivas piscícolas y así poder suplir esta demanda.
Marco teórico
En la acuicultura colombiana, las principales especies cultivadas son tilapia, trucha, bagre, camarón y cachama; produciendo tanto especies nativas como otras introducidas. Cuyo consumo y producción ha crecido notablemente en los últimos años. La producción piscícola presenta etapas de producción desde alevinos, levante y engorde (6).
La tilapia roja (Oreochromis sp.)
El origen de la tilapia roja viene de África y del medio oriente, es fruto del cruce de cuatro especies (Oreochromis mossambicus, O. niloticus, O. hornorum y O. aurea). Esto ha concedido que la coloración del pez logre variar desde el rojo cereza hasta el albino, llegando a presentar en ocasiones manchas negras. Producir el color rojo es valioso para el mercado nacional, ya que este es más crítico al ojo y el pez se comercializa con la piel. Para el mercado internacional no existen tantos inconvenientes en cuanto a requerimientos de la especie cultivada, puesto que el filete se exporta libre de piel. Una de las dificultades para su producción es su alta precocidad al momento de la reproducción, llegando a su madurez sexual antes de
terminar la ceba, lo que trae dificultades a su crecimiento y se produce una superpoblación (7).
Tabla 1.
Sistemas de cultivos para la producción de tilapia.
Sistemas de cultivo Dimensiones Densidad Sobrevivencia Estanques en tierra 300-2000 m2 2-10 peces/m2
80%
Canales de cemento 100-1000 m2
100 peces/m2
95%
Jaulas 1,5m x 1,5m x 1 400-600 peces/m3
73%
Nota. Fuente: Estudio sobre la optimización de la producción de tilapia en Colombia para fomentar su exportación a EE.UU (5).
La tilapia está en el puesto número dos de las especies de peces más producidas en todo el mundo, sobresaliendo de este conjunto la tilapia roja. Por otro lado, en América latina, la tilapia roja es la especie que los productores más cultivan, siendo así, fundamental y valiosa para el comercio en naciones como Colombia, Venezuela y Ecuador. El mayor productor de esta especie en Colombia es el departamento del Huila, aportando más o menos el 40% de la producción nacional (8).
Es una especie que se inclina más a vivir en aguas poco profundas, se desarrolla mejor en el trópico por lo que la temperatura ideal para su crecimiento va desde los 31°C hasta 36°C; las temperaturas inferiores a 11-12 °C y superiores a 42 °C son letales para esta especie. La tilapia es omnívora por naturaleza y tiene una dieta alimenticia que consta principalmente de fitoplancton, perifiton, plantas acuáticas, pequeños invertebrados, fauna béntica, desechos y capas bacterianas asociadas a los detritus. Aunque gran parte de su nutrición la toma de las capas de perifiton de la superficie, esta especie es capaz de filtrar partículas suspendidas, tales como el fitoplancton y bacterias que apresa en las mucosas de la cavidad bucal (9).
Figura 2. Tilapia (oreochromis niloticus) (9).
La producción de tilapia en Colombia se cultiva principalmente utilizando el método del monocultivo, este se ejerce en unidades productivas construidas en tierra, jaulas y canales de cemento. En cuanto a este último, es usado primordialmente cuando la unidad productora acuícola tiene los recursos para una inversión en tecnología de alto rendimiento, en el 2019 se empezó a implementar este tipo de sistemas en Colombia, en la unidad productora el Guajaro cerca a Cartagena, haciendo así que otros departamentos de Colombia comiencen a indagar en la alta producción y exportación de tilapias (5).
Cultivada en estanques alcanza la madurez sexual entre los 5 a 6 meses de edad y la puesta de huevos ocurre en el momento en que la temperatura está en un promedio de 24°C. La reproducción se pone en marcha cuando el macho establece un territorio, construye un nido con forma de cráter y vigila su territorio. la hembra cuando ya está acta para la reproducción pone los huevos en el nido y tras la fertilización por el macho, la hembra reúne los huevos en su boca y se retira. La hembra empolla los huevos en su boca e incuba sus crías hasta que el saco vitelino se absorbe por completo. La incubación y la cría se concluye en una o dos semanas, esto va sujeto a la temperatura; Durante la eclosión las hembras comen poco, cuando eclosionan las Figura 3. Ciclo de producción de Oreochromis niloticus (9).
crías estas pueden entrar en la boca de la madre si el peligro los amenaza. La cantidad de huevos puestos por la tilapia, es bastante más baja que la mayoría de los otros peces de cultivo, esta es proporcional al peso corporal de la hembra; una hembra que pese 100 g pondrá unos 100 huevos en promedio y una hembra que pese entre 600 y 1000 g pondrá entre 1000 a 1500 huevos. El macho está constantemente en su territorio, protegiendo el nido y fertilizando los huevos de la hembra; si no llega una época fría las hembras pueden reproducirse continuamente. La tilapia alcanza una vida de hasta 10 años o más y puede llegar hasta 5 kg de peso (9).
Tabla 2.
Información nutricional de la tilapia.
por 100GR Valor diario Nutrientes Energía
96 kcal
5%
Grasa total 1,70 g
2%
Carbohidratos
0 g
0%
Colesterol
50 mg
17%
Agua
78.08 mg
78%
Proteína
20.08 g
40%
Vitaminas Vitamina B-12 1,58 mg
26%
Vitamina D 3,10 mg
31%
Vitamina K 1,4 mg
2%
Vitamina B3 3,9 mg
20%
Vitamina B-9
24 mg
6%
Minerales Calcio
10 mg
1%
Potasio
302 mg
6%
Fósforo
170 mg
17%
Sodio
52 mg
3%
Nota. Fuente: Estudio sobre la optimización de la producción de tilapia en Colombia para fomentar su exportación a EE.UU (5).
Cachama (Piaractus sp. y Colossoma sp.)
La cachama blanca es una especie nativa de las aguas cálidas de Colombia originaria de la Amazonía y la cuenca del Orinoco, además de eso se informó como especie inducida en Asia. Vive en pantanos y ríos, preferentemente en afluentes, esto va sujeto a la accesibilidad de alimento. Es una especie omnívora que suele comer frutas, insectos, zooplancton y pastos. Reportada desde partes de Bolivia, Perú, Brasil, Venezuela, Colombia y Ecuador (10).
Figura 4. Piaractus brachypomus (Cachama blanca) (10).
Ha ganado hasta ahora un reconocimiento significativo en los programas de piscicultura debido a sus técnicas de producción a gran escala para alevines y su conocimiento para participar plenamente en la piscicultura intensiva y semi-intensiva. Su más grande obstáculo en el mercado es que se ve obligada a compararse con ejemplares de mayor tamaño capturados tradicionalmente en las cuencas del Orinoco y Amazonas (11).
Tabla 3.
Parámetros de relevancia para la engorda de cachama blanca. Estanques Hasta 500 m2, profundidad de 1,5 m y pendiente que facilite vaciado Densidad de siembra
1 individuo/m2
Duración de fase de engorde 180-240 días para alcanzar aproximadamente 500 g, en condiciones de temperatura y alimentación adecuadas.
Alimentación Etapa Días de cultivo Tasa de alimentación diaria Proteína bruta en alimento Alevinaje
20 días
10%
32-28% PB Pre engorde 20-80 días
7%
28-24% PB Engorde
80-160
días
160-240
días
5%
2%
24-18% PB 18% PB Sobrevivencia 95% esperado.
Nota. Fuente: FAO, Peces nativos de agua dulce de América del Sur de interés para la acuicultura
(10).
Es vista como la especie con mejor condición productiva y comercial en cultivo extensivo, semi-intensivo e intensivo en las cálidas aguas del continente americano tropical, tolera el cautiverio y exhibe altos niveles de mansedumbre y rusticidad. Es bastante tolerante a las enfermedades y se adapta rápidamente a las condiciones adversas del lago por tiempos no muy largos. Si bien la cachama blanca ha mostrado su capacidad productiva, tiene un gran número de espinas intramuscularmente (EIMT) en forma de red que ayudan a soportar el tejido natural, lo que dificulta el despiece de canales de bajo peso (300-500 g). Se han propuesto varias soluciones para cosechar cuando alcance los 1000 gramos o más, pero debido a su contenido graso esta condición hace que sepa a aceite de bacalao, limitando su mercado y producción, en este peso significa también mayores costos de producción y desperdicio de eficiencia alimenticia (12).
Es una especie de un veloz desarrollo, tolerantes a parásitos y enfermedades, bien adaptadas a aguas con diferentes composiciones químicas pero libres de toxinas, toleran la carencia de oxígeno disuelto siempre que no dure demasiado. Las cachamas blancas maduras son de color gris con manchas azuladas en el dorso y los costados, un vientre blanco con manchas anaranjadas pálidas. Posee una aleta grasa, los juveniles suelen ser de color más cristalino, con aletas anal, caudal y el abdomen de color rojo oscuro. Poseen poca eficiencia de filtración por la baja cantidad de branquiespinas que tiene (37 en el primer arco branquial) (13). Tabla 4.
Condiciones físico-químicas del agua para la incubación de cachama blanca. Variable Valor Temperatura
25 – 28,5°C
STD
Menor 30 ppm Oxígeno disuelto
4 – 6 ppm
Ph 6,5 – 8,5 Amonio (no ionizado) 0,01 – 0,1 ppm Alcalinidad > 20 ppm Dióxido de carbono
10 – 20 ppm
Nota. Fuente: FAO, Peces nativos de agua dulce de América del Sur de interés para la acuicultura
(10).
La anatomía de la cachama colossoma se forma de un cuerpo alto romboidal y tiene un crecimiento rápido, logrando más o menos 1 kilogramo de peso durante el primer año, 2.5 en el segundo y de 5 a 7 kilogramos en el tercer año de vida, época en la que esta especie logra su madurez sexual. Tienen características anatómicas precisas, las aletas pectorales y las pélvicas son claras en ejemplares pequeños; las aletas pectorales, anal y pélvicas negras en juveniles mayores de 100 mm de largo y muy oscuras o negras en adultos. Tiene el vientre y la parte ventral de color negro con un dorso de color bronce o plomo en adultos y juveniles. Los alevinos cultivados poseen un color casi negro, con gran abundancia de escamas, factores que pueden afectar las prácticas de marketing. En cuanto a las escamas, en los juveniles suelen tener forma de vórtice, con procesos espinosos en el margen posterior del adulto y escamas adicionales que comprenden las escamas primarias. Las características esqueléticas de esta especie, si bien son importantes para la anatomía del animal, muestran un gran estorbo durante el procesamiento técnico y el consumo directo; las espinas tienen mucho peligro para el consumidor. Por otro lado, posee una columna vertebral con una irrigación sanguínea alta, lo que trae dificultades a la hora del almacenamiento debido a la presencia de compuestos hemo oxidantes (14).
Tabla 5.
Valores de talla, peso y altura de cachama de tres categorías según su tamaño Categoría
TALLA
PESO
ALTURA
RANGO
X S
RANGO
X S
RANGO
X S Pequeño 36.5–40
38.44
1.00
1.35–1,5
1.47
0.19
16–17
16.38
0.42
Mediano 41.0–46
43.50
1.73
1.70–2.5
2.05
0.28
19–22
20.55
1.30
Grande 50.0–53
51.60
1.04
3.20–3,7
3.44
0.24
23–24
23.66
0.47
X= media S= desviación estándar Nota. Fuente: FAO, evaluación y aprovechamiento de la cachama cultivada, como fuente de alimento
(14).
Bagre (Pseudoplatystoma magdaleniatum)
Es un bagre de la familia Pimelodidae y generalmente se caracteriza por una cabeza cóncava, un proceso occipital largo conectado a la placa del cuerpo de la aleta dorsal y una fontanela larga en el medio del cráneo. Hay pigmentación oscura en los lados dorsal y lateral del cuerpo, sin una demarcación clara entre las áreas pálidas y grises, y una serie de líneas oscuras que se extienden hasta la línea lateral, conectando las líneas dorsal y contralateral. Se pensó que la especie era Pseudoplatystoma fasciatum hasta 2007, cuando realizaron un estudio taxonómico del género e identificaron individuos distribuidos en la cuenca del Magdalena (incluido el río Cauca) como pertenecientes a esta especie. La nueva especie se consideró endémica de la cuenca distinguida como bagre rayado o pintadillo, esta especie es una de las más económicamente valiosas de la región, principalmente por su voluminoso tamaño, que puede llegar hasta 1,40 metros de longitud y por su deliciosa carne. Es de crecimiento relativamente lento y migratorio, circunstancias que lo hacen muy vulnerable a la pesca (15).
Hay constancia de un fuerte descenso en la población de bagre rayado, que significó el 37 por ciento de la captura total de Magdalena en 1977 y sólo el 9 por ciento en
1986. De acuerdo con datos de 1999 proporcionados por INCODER, el bagre
representó solo el 2 por ciento de la captura total en la cuenca. Investigaciones previas han demostrado que el tamaño promedio de captura de bagre en 1973 fue de 87 cm, mientras que en 1988 este tamaño se redujo a 54 cm. Esta medida es muy cercana al tamaño adulto promedio de la especie de 52 a 60 centímetros, lo que pone de relieve el enorme peligro al que se encuentra la especie, ahora catalogada como en peligro crítico en la cuenca del Magdalena (15).
Los manejos reproductivos del bagre entran a ser un papel fundamental, como son el de conservar el stock pesquero y la población misma, tal que aseguren la sobrevivencia de la especie. La migración reproductiva es un punto importante durante la vida de peces teleósteos donde suceden variaciones en la composición nutricional y las tasas de alimentación, la energía almacenada decrece y se incrementa el desarrollo gonadal asociado. La razón de estas emigraciones es que los adultos distinguen factores directos que conducen al comportamiento, capacidad que puede definir en cierta medida el éxito o el fracaso del potencial reproductivo de una población. La envergadura del tamaño del ovocito durante la reproducción no se puede desvalorar ya que el grupo de distribución formado establecerá el modo de reproducción. De acuerdo a lo anterior, los ovarios logran mostrar un desarrollo sincrónico, perteneciente a las especies semelpáridas, y un desarrollo asincrónico. Los peces migratorios son altamente reproductivos, las especies del género Pseudoplatystoma de Brasil son especies que se reproducen sincrónicamente (varios ciclos reproductivos a lo largo de la vida) en un patrón repetitivo; mientras que el pez Pseudoplatystoma magdaleniatum desova a largas distancias en cardúmenes con conducta reproductiva migratoria en el transcurso del tiempo hidrológico de aguas bajas del río Magdalena. Aguas arriba la hembra experimenta el desarrollo gonadal, comenzando desde la célula germinal, hasta la etapa de óvulo maduro y finalmente pone huevos cuando se presentan las condiciones reproductivas ideales. La distancia de migración asegura la supervivencia de la hembra y sus crías, cuyos huevos
fecundados deben alcanzar el estado larvario y encontrar la llanura de inundación, que es la zona de cría y alimentación de esta especie (16).
Los hábitos alimenticios de los bagres en especies como P. tigrinum y P. fasciatum, son de tipo oportunistas y se alimentan de peces, acorralando los cardúmenes de Carácidos para su alimento. El 99% del peso total de su comida es pescado, y el porcentaje más pequeño lo ocupa el camarón. En bagres más jóvenes de menos de 10 cm, el aporte de insectos es importante y el material vegetal parece ser aleatorio. La dieta de dichas especies consta de una amplia variedad de presas y pueden comer hasta el 30% de su longitud estándar. Los bagres del género Pseudoplatystoma cazan en la noche; Sin embargo, se ha comprobado que P. fasciatum es operante y se alimenta en el día, en particular por la mañana. Su alimentación se compone por grupos de Characiformes, Siluriformes y algunos Perciformes; por otro lado, también se describe que incluyen en su alimentación a otros peces como bagres, crustáceos, artrópodos y casualmente frutas o semillas. Por ejemplo: son principalmente depredadores de palometas (Mylossoma sp.), viscaino (Potamorhina sp.), bocachico (Prochilodus sp.), agujón (Boulengerella sp.), nicuro (Pimelodus sp.), mojarras (Aequidens sp.), dormilones (Hoplias sp.), lombrices y anfibios (ranas), arañas, semillas de yavarí (Astrocaryum vulgare) y canangucho (Mauritia flexuosa) y estructuras vegetales de la Familia Flacourtiaceae (Ryania sp.). Sus barbillones altamente especializados les sirven como sensores para rastrear presas en un hábitat con poca luz (17).
Figura 5. Bagre rayado del Magdalena (17).
Sistema IPRS:
In-pond raceway systems o sistema de canalización en estanque fue creado con el fin de aumentar el rendimiento, con un sistema de jaulas dentro de un gran estanque que mantiene constantemente un movimiento controlado del agua para así mejorar la calidad de ésta, teniendo como objetivo permitir aumentar la capacidad de carga producida por metro cúbico (18).
Es un tipo de producción intensiva, donde en lugar de los peces crecer libremente por todo el estanque, se confinan a altas densidades en jaulas. Consta de edificar un estanque grande y en una parte de este construir unas celdas o jaulas donde se van a confinar los peces, la jaula es básicamente edificada de forma alargada y estrecha, rectangular donde el suministro de agua corre constantemente. Para construir las paredes y el piso de la jaula se usa cemento tradicional, la jaula tiene un rango de distintas dimensiones y escalas, de 3 a 5 metros de ancho por 15 a 30 metros de largo, esto depende del productor y el objetivo planteado para la unidad de producción acuícola (19).
Los sistemas de canalización en estanque pocas veces supera el 3% del terreno total del estanque. Este tipo de sistema fue creado y puesto en marcha inicialmente en la escuela de Pesquerías, Acuacultura y Ciencias Acuática de la universidad de Auburn (SFAAS-AU, Alabama, USA) al comienzo de los años 90 (20). El sistema está constituido por tres partes básicas, las bombas de aire, las celdas o jaulas y la zona de sedimentación de sólidos. El propósito de las bombas de aire es desplazar el agua por la zona de cultivo; el área de cultivo se encuentra en una estructura o jaula rectangular, mientras los motores o bombas captan aire atmosférico y lo hacen fluir a través de una serie de tuberías que se ponen en uno de los extremos de la jaula haciendo fluir el agua dentro de la celda hasta el extremo opuesto, en este se ubica la zona tranquila donde se encuentra una caja que recoge todos los sedimentos sólidos dejando que solo el agua circule de regreso a el estanque (18).
La fabricación de un sistema IPRS es relativamente una composición simple. La jaula originalmente se fabricó con madera contrachapada marina que tenía 1,3 cm de ancho, esta también se podía edificar con láminas de plástico de 0,7 cm. Para los extremos se usa malla de jaula de 2 cm de grosor en promedio y así se permite el transporte de aire sin que los peces se salgan de la jaula. Las bombas de aire son fabricadas con tubo de pvc de 7,6 cm que se unen a una lámina de plástico o madera contrachapada y se ubica de forma que cubra todo el extremo de la celda o jaula. El suministro para las bombas de aire se hace desde un soplador de aire regenerativo; disminuir el caudal es importante por lo que se instala una placa por todo el ancho de la jaula a una distancia aproximada de 1,8 m de donde sale el suministro de aire. La placa desvía la corriente y produce un vórtice detrás que puede ser usado como área de alimentación (18).
La zona de sedimentación es lo que hace que el sistema sea exitoso, los desechos producidos como heces, alimento no consumido y peces muertos van a ser llevados por la corriente a este compartimiento donde se van a precipitar y posteriormente se van a extraer por bombeo o aspiración permitiendo así que el estanque tenga mayor capacidad de oxígeno (19).
Sistema Biofloc:
Es un mecanismo de aprovechamiento de los residuos de la materia orgánica (heces, alimento no consumido), convirtiéndose así en una de las tecnologías que más se destaca en el sector acuícola. En su principio consta de utilizar los desechos del alimento, materia orgánica y compuestos inorgánicos tóxicos que provocan una mala calidad del agua, para convertir estos en flóculos, esto con la ayuda de los microorganismos como lo son las comunidades bacterianas quimio / foto autótrofos y heterótrofas que están presentes en el estanque (21).
Este sistema funciona como una red para conservar los nutrientes en el estanque, reduciendo los gastos de sostenimiento de estos ya que proporciona una fuente
adicional de alimento para los peces del estanque, dando un beneficio adicional al cultivo, al perfeccionar las tasas de aprovechamiento de los alimentos (22).
Se basa en el crecimiento de flóculos microbianos conformados por medio de una relación (carbono:nitrógeno), con un escaso o ningún recambio de agua y una alta oxigenación. Se utilizan dietas con fuentes de carbono como lo son la melaza, salvado de arroz y salvado de trigo, etc. Estas dietas proporcionan a la comunidad microbiana un buen crecimiento, principalmente de bacterias heterótrofas, estas reducen los niveles de nitrógeno inorgánico cuando metabolizan los carbohidratos, mejorando así la calidad del agua. Además de esto en el estanque también se encuentran microalgas, zooplancton, polímeros orgánicos, cationes y células muertas que sirven como fuente proteica para la alimentación de los peces (23).
El flóculo está compuesto por fitoplancton, bacterias y agregados de materia orgánica, constituido por un 60 a 70% de materia orgánica, la cual incluye una mezcla heterogénea de microorganismos (hongos, algas, bacterias, protozoarios, y rotíferos) y de 30 a 40% de materia inorgánica. Pueden alcanzar un tamaño de hasta 1000 µm, son de forma irregular, altamente porosos y permeables a los fluidos. “Complementado lo reportado en un trabajo realizado en estanques, encontraron que los flóculos estaban constituidos por un 24,6% de fitoplancton, compuesto por diatomeas como Thalassiosira, Chaetoceros y Navicula; 3% de biomasa bacteriana de la cual 2/3 eran gramnegativos y 1/3 grampositivos; 33,2% de detritus, 39,25% de ceniza y un mínimo porcentaje de protozoos entre los cuales se halló un 98% de flagelados, 1,5% de rotíferos y 0,5% de amebas”. Esto es relativo y cambia ya que el desarrollo de todos los biofloc se pueden hacer de manera diferente (24).
La diversidad biológica de especies que están ayudando a conformar los flóculos, varían según la microbiota que esté presente en el agua del estanque, varias de estas logran actuar como un método de control biológico contra especies patógenas mediante la exclusión competitiva. Para conseguir la colonización de bacterias heterótrofas en los flóculos es imprescindible adaptar la relación carbono-nitrógeno (C:N) en el agua del estanque, son necesarias alrededor de 20 unidades de carbono
para captar una unidad de nitrógeno. Al adaptar esta relación C:N las bacterias que están presentes en el cuerpo de agua utilizan compuestos tóxicos que se encuentran en el microsistema como, carbono orgánico, nitrógeno amoniacal, nitritos, nitratos y fosfatos; consumiéndolos como fuente de energía y produciendo una oxidación de estos, logrando así que sean utilizados por algas, hongos, bacterias y organismos filtradores (25).
Toda la transformación que se lleva a cabo para la conformación del flóculo hace que se disminuya el oxígeno disuelto en el cuerpo de agua; por lo que es fundamental tener una proporción adecuada de este elemento en el agua del estanque. El crecimiento de las bacterias y microorganismos, producen un incremento en la biomasa del flóculo, este aumento tiene que mantener una densidad en un rango de 10 a 15 ml/L, para lograr un buen desempeño del estanque (25).
Las bacterias que encontramos principalmente en los sistemas biofloc son: Proteobacterium, especies de Bacillus y Actinobacterium, y otras en menor proporción como Roseobacter sp. y Cytophaga sp. Tales microorganismos son los encargados de conservar una buena calidad de agua en el estanque; estas bacterias fijan el nitrógeno en la proteína microbial. El carbono es el mayor constituyente de la célula bacteriana, por lo tanto, no llama la atención que requiera más carbono que cualquier otro nutriente, de acuerdo a la manera en que estas bacterias lo utilizan las podemos clasificar como heterótrofas: fijadoras de amoniaco y bacterias nitrificantes quimioautótrofas. Por lo anterior se cataloga a los sistemas biofloc como una industria biotecnológica (24).
La instalación de un sistema de biofloc puede traer ganancias a el cultivo, como la reducción de concentraciones de materia orgánica tóxica que puede afectar los sistemas productivos, reducir o acabar con las reposiciones de agua frecuentes en el estanque lo que puede ser de gran importancia en tiempos de carencia de agua. Ayuda a prevenir la contaminación del agua de los cultivos ya que aumenta la higiene de los sistemas productivos por medio de bacterias heterótrofas que inhiben el crecimiento de los organismos patógenos, disminuyendo así la probabilidad de que
haya parásitos en el medio ambiente del estanque, evitando infecciones y altas mortalidades. Al mismo tiempo los sistemas biofloc presentan alta utilización de nutrientes por parte de las colonias microbianas en los flóculos, reducen para el productor la compra de alimentos como la harina de pescado, que presenta una alta demanda a nivel mundial donde los suministros a veces son limitados o costosos en el mercado. El sistema biofloc permite la independencia de las granjas de producción ya que cuando los precios de los alimentos suben, los flóculos son una alternativa alimentaria para los peces cultivados en el estanque (25).
Metodología Para la realización de esta revisión literaria, se llevó a cabo la búsqueda de publicaciones científicas que aportaran información acerca de la actualidad de los sistemas piscícolas en Colombia, con un enfoque en las nuevas tecnologías como los sistemas biofloc y sistemas IPRS. Las bases de datos electrónicas utilizadas fueron: Google académico, Scielo, Dialnet, Redalyc.org, Science Direct, Wiley Online Library, Scopus; páginas de organizaciones como la Autoridad Nacional de Acuicultura y Pesca (AUNAP), la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), y el ministerio de agricultura y desarrollo rural. Se usaron palabras de búsqueda como: sistemas biofloc, estanques en geomembrana, sistemas IPRS, piscicultura en Colombia, nuevas tecnologías en la piscicultura, entre otras; y conectores booleanos como And, Or y Not. Se incluyeron publicaciones en idioma español e inglés. Se redactó y organizó un documento que contenga los resultados de dicha investigación, realizándose principalmente con un enfoque de tipo cualitativo y así de esta manera se delimitó la información necesaria para lograr los objetivos planteados, y conocer los beneficios que se podrían tener al implementar el uso de nuevas herramientas tecnológicas en las unidades productivas acuícolas en el territorio nacional colombiano.
Resultados
Tabla 6.
Recopilación de datos en sistemas IPRS Especie País Conversión alimenticia Crecimiento diario Sobrevivencia Referencia Tilapia del Nilo Cartagena, Colombia
1,29
4,34 g/día
83%
(26)
Tilapia del Nilo Veracruz, México
1,3
3,8 g/día
82%
(27)
Tilapia del Nilo Campeche, México
1.36
2.86 %/día
86%
(28)
Tilapia roja Honduras
1.53
3,2% día
84%
(29)
Bagre de canal.
Bagre Híbrido.
Alabama, EE.UU
1.74 Bagre
canal.
1.36 Bagre
híbrido.
83.7%
(30)
Bagre Híbrido Alabama, EE.UU
1.8
1,96 g/día
87%
(31)
(bagre de canal,
I. punctatus ♀ x
bagre azul, I.
furcatus ♂) Alabama, EE.UU 1,50 a 1,64 2,6 g/día
75 % - 97 %
(32)
Nota. Tener en cuenta los parámetros de cada especie en particular y su fase de cría.
Tabla 7.
Recopilación de datos en sistemas Biofloc Especie País Conversión alimenticia Crecimiento diario Sobrevivencia referencia Cachama blanca.
Medellín, Colombia
1,06
1,8 g
100%
(33)
Cachama blanca.
Colombia
1
1,3 g
100%
(34)
Tilapia nilotica.
Colombia
1,2
0,7 g
97%
(34)
Tilapia nilotica.
México
1.04
2.9 g
96%
(35)
tilapia niloticus (alevines).
Recife, Brasil
1,59
0,3 g
93%
(36)
Tilapia nilotica (alevines).
Sonora, México
1
0,27g
92%
(37)
Tilapia roja (alevines).
Santander, Colombia
1.9
0.025 g
96%
(38)
Tilapia roja Colombia
2,21
3.18 g
82%
(39)
Tilapia roja.
Colombia
1,2
80%
(40)
Tilapia Roja.
Indonesia
1,1
1,16 g
95%
(41)
Alevinos de pez Oscar.
Colombia
2,42
1,22%
98,3
(42)
Bocachico.
Colombia
1,2
0,4 g
83%
(43)
Nota. Tener en cuenta los parámetros de cada especie en particular y su fase de cría.
Tabla 8.
Cuadro comparativo de promedios entre sistemas IPRS y sistema Biofloc. Sistema Productivo Conversión alimenticia Crecimiento diario Sobrevivencia
IPRS
1,48
3,18 g
85%
BIOFLOC
1,41
2,06 g
91%
Nota. En biofloc no se usaron los estudios en etapa de alevinaje para el promedio del CD.
Discusión
Los resultados evidenciados de esta revisión literaria están caracterizados por diferencias en factores productivos como conversión alimenticia (CA), crecimiento diario (CD) y sobrevivencia. El biofloc tuvo una CA que fue mejor productivamente a comparación de la CA del sistema IPRS, esta fue evidenciada en estudios como Betanzo-Torres et al. (35) donde obtuvieron resultados de 1,04 a diferencia de Arana et al. (26) donde la conversión alimenticia del estudio fue de 1,29. Esto sugiere que la CA puede llegar a ser mejor en sistemas biofloc en condiciones de cultivo óptimas. Por otro lado, en el crecimiento diario el sistema biofloc se vio muy por debajo frente al sistema IPRS, esto fue observado en estudios como Piraquive-Rojas & Velez- Manjarrés et al. (39) donde tuvieron un crecimiento diario de 3,18 g/día a diferencia de Arana et al. (26) donde el crecimiento diario fue de 4,34 g/día. Esto indica que el crecimiento diario es mejor con sistemas IPRS que tengan una buena condición de cultivo. Con respecto al porcentaje de sobrevivencia, el biofloc es mejor productivamente a comparación de la sobrevivencia en el sistema IPRS, esto se demostró en estudios como Betanzo-Torres et al. (35) donde el porcentaje de sobrevivencia fue de un 96% a diferencia de Arana et al. (28) donde la tasa de
sobrevivencia fue de un 86%. Por lo visto anteriormente se puede decir que el porcentaje de sobrevivencia en sistemas biofloc es mejor que en un sistema IPRS en estanques con estados óptimos.
Los resultados del biofloc comparados con estanques tradicionales en tierra mostraron que la conversión alimenticia del sistema biofloc es mejor, esto fue observado en investigaciones como Bru et al. (34) donde la conversión alimenticia fue de 1,2 a diferencia de Torres et al. (44) que menciona que la conversión alimenticia para estanque en tierra es de 1,8. Esto indica que la conversión alimenticia en sistema biofloc tiene un resultado superior en estanques con condiciones óptimas de cultivo. De igual manera, en el parámetro de crecimiento diario el biofloc fue mejor en comparación con los estanques en tierra, esto se vio en estudios como Betanzo- Torres et al. (35) donde el crecimiento diario fue de 2,9 g/día a comparación de lo indicado por Torres et al. (44) donde dice que el crecimiento diario para estanques en tierra es de 1,7 g/día. En cuanto a los resultados de porcentaje de sobrevivencia el biofloc mostró mejores rendimientos, viéndose esto en investigaciones como Bru et al. (34) donde el porcentaje de sobrevivencia para biofloc fue de 97% frente a lo mencionado por Torres et al. (44) donde se observa un porcentaje de sobrevivencia del 80%. Esto sugiere que la sobrevivencia es mejor con sistemas biofloc.
Para los sistemas IPRS los resultados mostraron datos favorables comparado con estanques en tierra, el IPRS tiene una mejor conversión alimenticia y esto fue observado en investigaciones como Arana et al. (26) donde obtuvieron una conversión alimenticia de 1,29 frente a lo descrito por Torres et al. (44) donde menciona que la conversión alimenticia para estanques en tierra es de 1,8. Esto sugiere que la conversión alimenticia es mejor en sistemas IPRS con condiciones de cultivo óptimas. Así mismo, el crecimiento diario para IPRS fue mejor en comparación con los estanques en tierra, esto se vio en estudios como Arana et al. (27) donde el crecimiento diario fue de 3,8 g/día contra lo indica por Torres et al. (44) donde menciona que el crecimiento diario para estanques en tierra es de 1,7 g/día. Esto indica que el crecimiento diario es más productivo en sistemas IPRS. De igual manera, el IPRS tiene tasas de sobrevivencia que son mejores productivamente a comparación
de la sobrevivencia de estanques en tierra, esto fue evidenciado en estudios como Arana et al. (28) donde obtuvieron una sobrevivencia de 86% a diferencia de Torres et al. (44) que describe una sobrevivencia del 80% para estanques en tierra. Esto expone que la sobrevivencia es mejor con Sistemas IPRS con condiciones de cultivo óptimas.
Finalmente se recomienda que en las unidades productivas acuícolas de Colombia se empiece a hacer uso de nuevas tecnologías como el sistema IPRS, ya que muestran parámetros productivos prometedores para el campo como Arana et al. (26) donde se apreció que el uso de esta tecnología aumentó la producción en comparación con los resultados de los estanques tradicionales, de 15 toneladas por hectárea a 25 toneladas por hectárea por cosecha. Además, con el IPRS se puede ofrecer un sistema de cultivo sostenible ambientalmente ya que como menciona Arana et al. (28) esta tecnología con una gestión adecuada, no requiere intercambio de agua para mejorar la calidad del agua, esta solo se agrega para compensar la pérdida o filtración por evaporación. Puede llegar a tener una función esencial en el compromiso ambiental y sostenible del estanque ya que la extracción de excretas permite que los niveles de amonio tóxico no se acumulen en altas cantidades (27).
Es importante que se hagan más estudios comparativos de sistemas biofloc e IPRS en Colombia, según lo investigado se podría sugerir que los sistemas de producción biofloc tienen mayores capacidades productivas como se ve en Widanarni et al. (41) donde los flóculos fueron una fuente de alimento para los peces disminuyendo así el uso de alimento comercial para la alimentación. Por otro lado, como lo menciona Zapata et al. (36) en su estudio el sistema biofloc presenta altas tasas de supervivencia y de crecimiento diario, también mejores resultados en factor de conversión alimenticia y una mejora en la eficiencia proteica, dejando en evidencia que es una tecnología con una gran calidad que podría mejorar la capacidad de desarrollo en las producciones acuícolas del territorio colombiano.
Conclusión
Al realizar esta revisión literaria se evidenció la baja investigación que existe en Colombia respecto a las nuevas tecnologías como sistemas biofloc y sistemas IPRS, ya que es muy poca la evidencia que se halla en torno a la cadena productiva acuícola. A pesar de esto se logró obtener información de estudios en Latinoamérica con condiciones medioambientales similares a las de Colombia, evidenciando así las variaciones y características de la implementación de nuevas tecnologías. Por esta razón se recomienda profundizar más en los estudios de implementación de sistemas biofloc y sistemas IPRS en Colombia, para tener así una información más veraz al momento de implementar este tipo de nuevas tecnologías en las unidades productivas del territorio nacional.
Agradecimientos
Le agradezco en primer lugar a mis padres por su apoyo incondicional y dedicación durante mi formación académica. A los docentes del programa de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Tecnológica de Pereira, quienes fueron mis formadores, personas de gran sabiduría que se esforzaron por transmitir sus conocimientos, especialmente a Mateo Espejo, quien fue mi asesor, brindando soporte y constante orientación en el desarrollo de la revisión literaria. Agradecemos finalmente a mis compañeros de carrera profesional.
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Cita: Ayala Vinasco , Luis Miguel (2022), Nuevas tecnologías y uso de herramientas tecnológicas en la producción piscícola con énfasis en sistemas biofloc y sistemas de producción IPRS, Universidad Tecnológica de Pereira, p. N. https://hdl.handle.net/11059/14105