Introducción:
Una de las industrias de producción de alimentos de más rápido desarrollo a nivel mundial ha sido identificada como la acuicultura, que proporciona más del 50% del pescado total que se consume en todo el mundo. Debido a la creciente demanda de mariscos, los fabricantes que tienen el sistema de agua corriente (canal, tanques de flujo continuo, sistemas de acuicultura de recirculación (RAS) (etc.) han tenido que hacer cada vez más hincapié en maximizar su rendimiento con un gasto mínimo de sus recursos. De los numerosos desafíos en los sistemas en funcionamiento, la gestión de la alimentación es el factor que más influye en los costos y también el que más contribuye al riesgo para el medio ambiente. En la acuicultura comercial, el alimento suele representar entre el 40 y el 70 por ciento de los costos totales de producción. Cuando el alimento sobrante se agrega al sistema de flujo, la corriente arrastra los gránulos no consumidos, que se depositan en el fondo de los tanques o se vierten en los efluentes. Este alimento desperdiciado se descompone, generando amoníaco, nitritos y fósforo.
La alimentación precisa en acuicultura es un concepto que implica el uso de prácticas basadas en datos y tecnología para proporcionar la cantidad correcta de alimento en el momento adecuado y en las condiciones ambientales apropiadas. En lugar de utilizar horarios fijos o estimaciones visuales, la alimentación precisa emplea datos de sensores en tiempo real, monitoreo del comportamiento y análisis de conversión alimenticia para eliminar las conjeturas. Las técnicas de precisión pueden utilizarse en sistemas de flujo, especialmente donde el flujo de agua influye en la distribución del alimento y el comportamiento de los peces, lo que permite ahorrar una cantidad significativa de residuos, mejorar el rendimiento del crecimiento y promover prácticas de producción sostenibles.
Alimentadores y sensores automatizados:
La alimentación de precisión se ha convertido en una solución práctica y escalable para la acuicultura contemporánea procesos mediante la introducción de sistemas de alimentación automatizados Para convertir la idea en realidad. Los primeros alimentadores automáticos eran simplemente alimentadores temporizados, que liberaban una cantidad fija de alimento a intervalos regulares, independientemente de si los peces tenían hambre o no y de si las condiciones ambientales eran adecuadas o no. Los sistemas modernos están mucho más desarrollados e incorporan alimentadores mecánicos junto con un conjunto de sensores que evalúan constantemente los comportamientos alimenticios y los parámetros del agua. Con la tecnología moderna, es posible minimizar el desperdicio de alimento en la piscicultura. La detección en tiempo real de los gránulos de alimento no consumidos en el fondo del tanque o en la columna de agua se puede realizar mediante sistemas de cámaras subacuáticas con algoritmo de reconocimiento de imágenes. El sistema también reduce o detiene automáticamente la alimentación cuando detecta un exceso de alimento, lo que se conoce como alimentación a demanda. Simultáneamente, las cámaras infrarrojas y los detectores de sonido son capaces de reconocer la salida de los peces a la superficie y sus ataques de alimentación, lo que proporciona indicadores indirectos de la saciedad del estómago. Estos datos se envían a un software de control que regula dinámicamente las tasas de dispensación durante cada sesión de alimentación.
Los sensores de calidad del agua también son de suma importancia. Los canales y tanques cuentan con sondas de oxígeno disuelto (OD), medidores de pH y sensores de amoníaco ubicados en puntos clave del flujo. Dado que el metabolismo de los peces alcanza su punto máximo tras la alimentación —lo que incrementa temporalmente las necesidades de oxígeno y la liberación de amoníaco—, los programas de alimentación pueden predecir los cambios en los procesos bioquímicos y reaccionar ante ellos antes de que se vuelvan perjudiciales , combinando estas mediciones. (Atoum et al., 2015).
Optimización del índice de conversión alimenticia(FCR):
Modificación de la cantidad de alimento según las tasas de crecimiento. El índice de conversión alimenticia (ICA) es la medida estándar de la eficiencia de la alimentación en la acuicultura, que se mide por la cantidad de alimento suministrado a los peces en relación con su aumento de peso. Un ICA reducido implica un uso más eficaz del alimento; por ejemplo, un ICA de 1,2 significa que se utilizan 1,2 kg de alimento para producir 1 kg de biomasa de pez. Especies como el salmón del Atlántico, la trucha arcoíris y la tilapia pueden mantenerse con un ICA de 1,0-1,4 en sistemas de flujo bien gestionados con sistemas de alimentación de precisión, en comparación con 1,8-2,5 en sistemas mal gestionados.
En los sistemas de agua corriente, la temperatura es una variable influyente. La tasa metabólica de los peces depende en gran medida de la temperatura del agua; durante el clima cálido, se debe aumentar el tamaño de los comederos y durante el clima frío, disminuirlo para evitar el exceso de alimento. Asimismo, el software de seguimiento del índice de conversión alimenticia (FCR) detecta anomalías en el rendimiento, como disminuciones abruptas en el consumo de alimento, que pueden indicar brotes de enfermedades, problemas con la calidad del agua o problemas de densidad de población, lo que permite una intervención temprana antes de que aumenten las pérdidas de producción (Jobling, 2010).
Cuándo y con qué frecuencia alimentar:
Bajo acuicultura en flujo No existe manera de disociar las condiciones hidráulicas y biológicas dentro del tanque o canal de cultivo con el momento y la frecuencia de la alimentación. A diferencia de los sistemas de estanques estáticos, la estrategia de alimentación en tanques de peces con flujo continuo ofrece un entorno dinámico donde los parámetros de distribución del alimento, la ubicación de los peces y la calidad del agua cambian constantemente a medida que el agua fluye a través del sistema. El parámetro más importante, que posiblemente sea el más importante para determinar el diseño del programa de alimentación, es el oxígeno disuelto. Los peces necesitan mayor oxígeno para digerir y absorber nutrientes con éxito; a dosis inferiores a los niveles específicos de la especie, por ejemplo, 6-7 mg/L de salmónidos, la capacidad digestiva disminuye, el consumo de alimento disminuye y el índice de conversión alimenticia se deteriora. Los caudales son variables o las densidades de peces son elevadas.
En sistemas donde los niveles de oxígeno disuelto pueden variar significativamente durante el día, los fabricantes con pautas de dosificación precisas sincronizan los momentos clave de alimentación con los intervalos de máxima oxigenación, que suelen ser a primera hora de la mañana y a última hora de la tarde, cuando las temperaturas del agua alcanzan su punto más bajo y la eficiencia del aireador es máxima.
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Medidas para minimizar los residuos:
A pesar de la existencia de protocolos de alimentación de precisión, en los sistemas de flujo intensivo es inevitable generar cierta cantidad de alimento de desecho y la acumulación de subproductos metabólicos. La alimentación de precisión se complementa con una serie de planes de gestión física de residuos que garantizan la seguridad del agua y la reducción de los vertidos ambientales .
En los puntos de descarga, se utilizan trampas de sedimentos o separadores de remolino y filtros de tambor para interceptar los sólidos en suspensión, como fragmentos de alimento y materia fecal no consumida, antes de que el agua salga del sistema. En los diseños de canales de flujo, la menor velocidad de la columna de agua permite separar las partículas más ligeras en zonas de sedimentación ubicadas en el extremo aguas abajo de cada canal.
El amoníaco disuelto se convierte en nitrato, menos dañino, mediante el proceso de nitrificación en la filtración biológica de los componentes recirculantes de los sistemas híbridos, lo que permite mayores densidades de población sin un aumento correspondiente en los efectos de los residuos de alimento. (Timmons y Ebeling, 2013).
Conclusión
Además del aspecto económico, la alimentación de precisión también contribuye a sostenibilidad a largo plazo de la acuicultura Al reducir la cantidad de nutrientes vertidos en las aguas que los reciben, los productores pueden cumplir con regulaciones ambientales cada vez más rigurosas y se establecen prácticas de gestión responsable. Actualmente, la tecnología de sensores, el aprendizaje automático y el análisis de datos mejoran constantemente, por lo que la precisión de los sistemas de alimentación en el futuro podrá reaccionar a las señales biológicas y ambientales con mayor eficacia. Ofrecemos soluciones técnicas y consultoría experta en acuicultura con alimentación de precisión, diseño de sistema RAS y control avanzado de la calidad del agua sistemas de cultivo de peces en flujo Ofrecemos conocimientos especializados en el campo de la acuicultura, tanto si busca optimizar un sistema existente como si desea implementar una nueva instalación.
Referencias:
1. Atoum, Y., Srivastava, S., & Liu, X. (2015). Control automático de alimentación para tanques de peces de acuicultura densa. IEEE Signal Processing Letters, 22(8), 1089–1093.
2. Jobling, M. (2010). Nutrición y alimentación de peces. Blackwell Science, Oxford.
3. Roque d'Orbcastel, E., Blancheton, JP, & Belaud, A. (2009). Calidad del agua y lubina (Dicentrarchus labrax) en un sistema de acuicultura de recirculación. Aquacultural Engineering, 40(2), 85–91.
4. Timmons, MB, & Ebeling, JM (2013). Acuicultura de recirculación (3.ª ed.). Ithaca Publishing Company.
5. Cho, CY, & Bureau, DP (2001). Una revisión de las estrategias de formulación de dietas y los sistemas de alimentación para reducir la producción de excrementos y desechos en la acuicultura. Aquaculture Research, 32(S1), 349–360.
6. Føre, M., Frank, K., Norton, T., Svendsen, E., Alfredsen, JA, Dempster, T. y Berckmans, D. (2018). Piscicultura de precisión: un nuevo marco para mejorar la producción en acuicultura. Ingeniería de biosistemas, 173, 176–193.