Introducción a la Acuicultura y el Cambio Climático
El grupo de trabajo tiene como objetivo general elaborar mapas de riesgo ante el cambio climático para los dos principales sistemas acuícolas de Chile: la salmonicultura y la mitilicultura. El área de estudio abarca las regiones del sur de Chile, desde Biobío hasta Magallanes para la salmonicultura, y la región de Los Lagos para la mitilicultura, donde se concentra el desarrollo de ambas industrias.
Las amenazas más comunes asociadas al cambio climático incluyen el aumento de la temperatura del agua debido a incrementos en la temperatura del aire y mayor radiación. Los mapas generados describen el riesgo frente al cambio climático para la producción de huevos y juveniles de salmones en pisciculturas de agua dulce. El riesgo se define como una función de las futuras tendencias hidro-climáticas (amenazas), la producción reportada en estas unidades de cultivo (exposición) y el tipo de cobertura de suelo en las cuencas que abastecen a las pisciculturas (sensibilidad).
Riesgos en la Cadena de Producción de Salmones
Se han desarrollado mapas que representan la cadena de riesgo de pérdida de biomasa de salmones en la fase de engorda (en agua salada). Un riesgo identificado es la pérdida de biomasa debido al potencial incremento de Florecimiento de Algas Nocivas (FAN), asociado a la disminución de precipitaciones. Otro riesgo identificado es la pérdida de biomasa en la fase de engorda debido al potencial incremento de parasitismo, también relacionado con la disminución de precipitaciones y el aumento de salinidad.
La Estrategia del Cultivo en Tierra de Postsmolts
En el último tiempo, el cultivo en tierra de postsmolts de hasta 1 kg se ha consolidado como una estrategia de producción relevante. La normativa vigente permite este tipo de cultivo, condicionado a ciertos requisitos. El creciente interés en esta modalidad se fundamenta en una serie de ventajas comerciales, administrativas y ambientales, como la reducción de la acumulación de lodos.
Se espera que el cultivo de postsmolts en tierra firme también ofrezca beneficios relacionados con la salud y el bienestar de los peces. Informes indican que cerca del 20% de los peces en cultivo en jaulas no alcanzan el tamaño para su cosecha, siendo las enfermedades y las infestaciones de piojos las principales causas de esta pérdida, afectando mayormente a los peces de menor tamaño.
Ventajas de Cultivar Postsmolts de Mayor Tamaño
Sembrar salmones de 1 kg en lugar de los 60-250 g actuales presenta múltiples ventajas. Al mantener el pez en tierra hasta alcanzar 1 kg, el periodo de crecimiento en la jaula se reduce significativamente, pasando de 16-22 meses a 10-11 meses. Esto implica una menor exposición a piojos de salmón, virus y enfermedades bacterianas.
Un ciclo de cultivo más corto en el mar también disminuye el riesgo de escapes y alivia la necesidad de operaciones de alto costo y riesgo, como cambios de redes, clasificaciones y tratamientos antiparasitarios.
Diseño y Dimensionamiento de un Centro de Cultivo en Tierra con Recirculación
Se analiza el caso de un centro de cultivo en tierra con sistema de recirculación diseñado para producir anualmente 1 millón de salmones de 1 kg. El diseño y dimensionamiento de este tipo de centros se divide en tres etapas:
- Plan de Producción: Establecimiento de parámetros clave como la temperatura y el factor de crecimiento.
- Logística y Diseño del Centro: Creación del diseño acorde a los planes de ingreso y la mecánica de cultivo, requiriendo una estrecha colaboración entre el usuario y el proveedor del equipamiento.
- Dimensionamiento del Sistema de Tratamiento del Agua: Basado en las conclusiones de las etapas previas.
Plan de Producción Detallado
Para este caso, se establece una temperatura de operación de 12-14 °C. Una temperatura moderadamente alta favorece una rotación rápida de los peces, pero temperaturas excesivamente altas pueden comprometer los requerimientos de oxígeno, la concentración de CO2 y la salud de los peces. El uso de calor residual, si estuviera disponible, sería económicamente beneficioso.
La incorporación de aguas profundas, preferiblemente de dos profundidades distintas, es ventajosa para aprovechar la variación natural de la temperatura. El uso de agua profunda ayuda a satisfacer la necesidad de calor de forma más constante y proporciona beneficios biológicos como una calidad de agua más estable, menor presencia de algas, bacterias patógenas y parásitos.
Diseño de Estanques y Flujo de Peces
Una vez definido el plan de producción, se procede al cálculo del tamaño y cantidad de estanques. En este ejemplo, se seleccionaron seis estanques de 750 m³ cada uno. El uso de estanques de gran volumen busca optimizar el funcionamiento y reducir el costo de inversión por metro cúbico, al tiempo que se asegura la cantidad suficiente para realizar clasificaciones y traslados internos de peces.
Se plantea un escenario con ingreso de peces esmoltificados de 55 g, distribuidos inicialmente en dos estanques. Tras 13 semanas, con un peso promedio de 300 g, los peces se redistribuyen en tres estanques. Posteriormente, a las 18 semanas, se trasladan a cuatro estanques para evitar densidades excesivas, permitiendo también una posible clasificación. Los peces permanecerán en estos cuatro estanques hasta alcanzar el peso de 1 kg, momento en que estarán listos para su traslado al mar, completando así 24 semanas en el centro de cultivo en tierra.
Dimensionamiento de los Sistemas de Tratamiento del Agua
El dimensionamiento del tratamiento del agua involucra tres procesos principales: eliminación de partículas, nitrificación (transformación del amonio en nitrato) y eliminación de CO2. En estanques grandes, se requiere una etapa de bombeo donde el agua pasa por gravedad a través de estos sistemas antes de regresar al estanque de los peces.
En el diseño de AquaOptima, la eliminación de partículas comienza a nivel de estanque mediante eliminadores de partículas y colectores de lodo. Este sistema elimina hasta el 50% del material suspendido, reduciendo significativamente la carga en las etapas posteriores de tratamiento y permitiendo disminuir el tamaño de los componentes.
Para la eliminación adicional de partículas finas, se suele emplear un filtro Salsnes. Posteriormente, el agua pasa al Biofiltro para la nitrificación. Utilizando tecnología MBBR con biomedios de amplia superficie, el biofiltro transforma el amonio en nitrato. El dimensionamiento se basa en la superficie de biomedia requerida por las bacterias, considerando factores como el contenido de proteínas del alimento, la temperatura y la salinidad. El objetivo principal es mantener el nitrógeno amoniacal total (TAN) por debajo de 1.5 mg/l en el estanque de peces.
La eliminación de CO2 se realiza a través de un filtro percolador con Bio-blok, asegurando un buen suministro de aire. El dimensionamiento del sistema de aireación considera la biomasa, la alimentación, el consumo de oxígeno y el flujo de agua, buscando mantener el nivel de CO2 por debajo de 15 mg/l en el estanque de peces.
Parámetros Clave para el Tratamiento de Agua
- Biofiltro: Superficie aproximada de 175 m².
- Eliminación de CO2 (Bio-Blok): Cuatro capas, superficie aproximada de 78 m².
- Tiempo de Permanencia en Estanque: 36-37.5 minutos.
- Flujo Máximo de Agua: 7,125 m³/h.
- Oxigenación: Oxigenador por estanque.
Economía de la Construcción y Operación
La construcción de un centro de cultivo en tierra representa una inversión inicial mayor en comparación con el cultivo en jaulas. Como ejemplo, centros de cultivo en tierra para salmón con sistema de recirculación diseñados por AquaOptima en China, con una capacidad de 1,000 toneladas por año, tuvieron una inversión total cercana a NOK 7,500 (aproximadamente US$ 1,200) por m³ de volumen de cultivo.
Una ventaja importante es que la densidad de peces en centros en tierra puede ser hasta tres veces mayor que en sistemas abiertos, lo que permite prorratear el costo de inversión en una mayor producción de biomasa. Sin embargo, los costos de bombeo y consumo de oxígeno resultan en un mayor costo de producción en comparación con el cultivo en jaulas.
El costo de energía para el bombeo de agua, calentamiento y producción de oxígeno representa aproximadamente el 10% del costo de producción en este tipo de centros.
Factores Ambientales para la Ubicación de Centros de Cultivo
La selección del sitio para un centro de cultivo debe considerar factores ambientales determinantes. Las aguas del sur de Chile, con torrentes fríos, adecuados niveles de oxigenación y óptimas condiciones biológicas, constituyen un ambiente propicio para el cultivo de especies salmonídeas.