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Boletín de Dinámica de Sistemas


Simulación de un Modelo de Cultivo Integrado Salmones - Algas

Basado en un modelo de simulación con Vensim

 Modelo de Cultivo Integrado Salmones - Algas

Lorenzo Andrade Delgado
Ingeniero de Ejecución en Acuicultura
Profesor Liceo Politécnico Calbuco
sistemico@mixmail.com

Introducción

La salmonicultura en Chile es una actividad de gran éxito económico, su fuerte crecimiento la ha llevado a ser una de las primeras a nivel mundial. Sin embargo, junto al fuerte ritmo de crecimiento de esta actividad industrial, se han ido generando, en forma paralela, algunos inconvenientes de tipo ambiental. Uno de los impactos negativos tiene que ver principalmente con la excesiva acumulación de nutrientes como el Nitrógeno y Fósforo, cuya incorporación al medio acuático tiene una relación directa con la alimentación exógena utilizada. Tales nutrientes pueden quedar disueltos en la columna de agua o depositados en el fondo marino, pudiendo ser dispersados por las corrientes hacia otras áreas.

Según los investigadores Folke y Kautsky (1989), aproximadamente sólo el 25% de los nutrientes aportados por el alimento quedaría retenido o asimilado por los peces y el 75% restante se incorporaría al medio, ya sea en forma disuelta en la columna de agua o como sedimentos en el fondo. Más específico aún, del 75% de Nitrógeno que ingresaría al ambiente, un 62% quedaría disuelto en la columna de agua y un 13% se depositaría en el fondo; en cuanto al Fósforo, de un 77% que ingresaría al medio, un 11% quedaría disuelto en la columna de agua y un 66% se depositaría en el fondo.
El aumento excesivo de la carga de nutrientes en los ecosistemas acuáticos implicaría una posible eutrofización, lo cual se traduciría en una disminución del oxígeno y de la biodiversidad. También debemos tener presente la posible relación que tendrían los nutrientes liberados por la salmonicultura con la aparición de Florecimientos Algales Nocivos (FAN) o "mareas rojas", situación que debe ser investigada (Buschmann, 2005).
Ante la problemática planteada, emerge la necesidad de mitigar el impacto ambiental de la salmonicultura y dirigirlo hacia la sustentabilidad, para ello, el fomento de la investigación científica y el desarrollo tecnológico en función de tal objetivo resultan claves. .
Una de la tecnologías de cultivo que se investigan en la actualidad, tiene que ver con los cultivos integrados, donde el exceso de nutriente puede ser utilizado por otros organismos acuáticos benéficos para el ser humano, como por ejemplo las macroalgas (Buschmann et al, 2001, Troell et al, 2003, etc).
De acuerdo con lo anteriormente expuesto, se presenta a continuación un modelo de cultivo integrado basado en la metodología de Dinámica de Sistemas. La creación de este modelo tiene por objetivo servir de apoyo pedagógico para la comprensión del concepto de acuicultura integrada por parte de alumnos y alumnas de la Especialidad de Acuicultura del Liceo Politécnico Calbuco (Región de los Lagos, Chile).

Descripción general del modelo

El modelo considera una producción de peces asociada a una producción de algas en un centro marino. Se asume que los nutrientes (Nitrógeno y Fósforo), generados por la producción de peces, serán limitantes de la producción de algas, es decir que la tasa de crecimiento de la biomasa de algas dependerá de la disponibilidad de nutrientes.

Con lo que respecta a los salmones, se asumió un período de engorda en el mar de 12 meses, se consideró un peso medio inicial de la fase marina ("smolt") y un número inicial de peces. Para la obtención de la tasa específica de crecimiento de los salmones (SGR) se consideró una temperatura media de 12 ºC y la variación del peso medio en el tiempo (W). La biomasa de los peces se refiere a las toneladas totales de salmón existentes en el centro. En cuanto al alimento utilizado este se dejó en función de la biomasa de los peces y el factor de conversión (FC).

 Modelo de Cultivo Integrado Salmones - Algas

Fig.1. Modelo cultivo integrado Salmones-Algas.

 Modelo de Cultivo Integrado Salmones - Algas

Fig.2. En esta simulación se puede ver como la curva de Nitrógeno en el medio se dispara al no existir una forma de aprovechamiento de dicho nutriente (línea roja) y cuando existe una alternativa de absorción o aprovechamiento de dicho nutriente al integrar un cultivo de algas.

Información general

Según wikipedia Originalmente los primeros salmones cultivados provinieron de los recursos salvajes, que eran atrapados durante la migración hacia aguas dulces desde el océano. En el caso de Escocia los primeros intentos fueron realizados en 1838, y en 1890 había 18 hatcheries funcionando.

Los métodos de acuicultura del salmón fueron originados a finales del siglo 18 con ensayos de fertilización en Europa. En el siglo 19, los criaderos de salmón fueron usados en Europa y América del Norte. Desde finales de 1950, los programas de mejora basados en los criaderos se establecieron en los Estados Unidos, Canadá, Japón y la URSS. La técnica contemporánea utilizando jaulas flotantes del mar se originó en Noruega a finales de 1960.

En Chile fue a principios del siglo XX que comenzó a introducirse la producción de una especie de trucha en el sur del país, en la Localidad de Rio Blanco, pero recién en los años 80 comenzó a masificarse la introducción y cría de ciertas especies de peces.

En Chile, el Instituto de Fomento Pesquero (IFOP) introdujo entre 1850 y 1920 el salmón coho, y en 1973 logró introducir técnicas de cultivo traídas desde el extranjero. En 1974 comenzó en la Isla Grande de Chiloé la producción del salmón con ovas importadas, por la Unión Carbide de origen estadounidense y su filial. Con el paso de los años comenzaron a aparecer empresas de origen chileno, como por ejemplo Lago Llanquihue Ltda., que comenzó con el cultivo de truchas.

En la actualidad el desarrollo de la salmonicultura se ha expandido desde la Región de Los Ríos al sur, y su acelerado crecimiento industrial se aprecia al comparar las cifras de producción, a principio de los años ochenta llegó a 80 toneladas, en 1984 sumó 500 y cuatro años más tarde alcanzó las 5500 tons, para el 2005 llegar a las 614 mil toneladas.

El cultivo en jaulas en el mar de salmón plateado se viene realizando desde hace casi medio siglo, aunque con escasa producción hasta 1980, fecha a partir de la cual se establcieron en el sur de Chile una gran cantidad de granjas con jaulas marinas, país que en el 2004 producía más de 100.000 toneladas, lo que representa cerca del 90% de la producción mundial de esta especie. Actualmente (2011) se encuentra en prueba el uso de jaulas de cobre, (el cual tiene un comprobado uso antibactericida y antimicrobiano) con el objetivo de proteger los ejemplares de enfermedades y plagas, lo que podría tener resultados positivos a principios de 2012 con las primeras cosechas.

Comentarios finales

El modelo de cultivo integrado salmones-algas parece ser bastante amigable con el ambiente puesto que permitiría reducir los niveles de Nitrógeno y Fósforo generados por la actividad salmonera. Es probable que el aprovechamiento de los nutrientes por parte de las macroalgas impida o disminuya la probabilidad de aparición de los Florecimientos Algales Nocivos (FAN). Lo observado en las diversas simulaciones efectuadas indicaría que una excesiva biomasa inicial de algas sería inadecuada, si lo que se quiere es mantener una situación sostenible en el tiempo.

Este modelo puede ser modificado e incluir nuevas variables como corrientes marinas, profundidad, densidad de cultivo de algas, considerar una cosecha de algas, considerar la variable absorción como dependiente de la disponibilidad de nutrientes o de la densidad de cultivo, etc. El grado de aproximación a lo que es la realidad dependerá de la información que se maneje la cual tendrá una relación directa con las investigaciones científicas que se desarrollen.
En términos pedagógicos este modelo puede resultar bastante útil para el proceso de enseñanza-aprendizaje, puesto que los alumnos y alumnas pueden reproducir, probar, modificar o crear un nuevo modelo.

(*) Si lo desea puede solicitar información más detallada de este trabajo al autor del texto


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