La tecnología de piscifactoría en alta mar podría cuadruplicar la producción escocesa

La nueva tecnología para apoyar la producción de mariscos en ubicaciones marinas expuestas podría desbloquear una facturación adicional de 4,2 millones de libras esterlinas para el sector acuícola de Escocia, tras los resultados de un proyecto de investigación pionero liderado por la start-up Impact-9.

El sistema Net9 de la compañía, una estructura sumergible y flotante que utiliza el ecosistema y las condiciones naturales del océano, está un paso más cerca de convertirse en una realidad comercial, con un concepto de diseño probado ahora listo para ser probado a escala.

El avance marca el final de la última fase del proyecto de tecnología de contención de productos marinos inflables para la acuacultura £200.000 (IMPACT), que fue financiado por el Fondo de Innovación de Mariscos del Reino Unido (SIF) con el apoyo adicional del Centro de Innovación de Acuacultura Sostenible (SAIC).

Los ingenieros de Tension Technology International (TTI) y el desarrollador del proyecto de economía azul Simply Blue Group también participaron en el trabajo de desarrollo, examinando las cuestiones regulatorias y la salud y el bienestar de los peces, así como los desafíos de costos asociados con llevar la acuacultura a entornos oceánicos abiertos.

Una vez a escala completa, se podría usar una sola jaula de Net9 para producir hasta 2.500 toneladas de salmón al año, con aguas ricas en oxígeno y condiciones que imitan la naturaleza ayudando a los peces a prosperar. Impact-9 ha identificado una oportunidad para utilizar la nueva tecnología dentro de las zonas de energía eólica marina existentes y planificadas, donde una pequeña parte de estas zonas, alrededor de 12 x 12 km, sería suficiente para albergar 280 plumas y cuadruplicar la producción escocesa.

La posición de las turbinas eólicas suele estar determinada por las profundidades del agua, las corrientes y la necesidad de evitar las vías marítimas, que también son factores que influirían en la idoneidad de una ubicación para la acuacultura en alta mar.

John Fitzgerald, CEO de IMPACT-9, dice: 'Un movimiento más allá de la costa puede allanar el camino para una nueva industria de mariscos sostenible de escala, por valor de miles de millones de libras solo en el Reino Unido. El potencial económico es similar al de la energía eólica marina; sin embargo, ocupará una cantidad relativamente pequeña de bienes raíces oceánicos y podría encajar con los arreglos de turbinas eólicas marinas existentes y planificados.

'De la misma manera que las baterías de iones de litio son la clave para el transporte ecológico, creemos que los elementos estructurales flexibles inteligentes como los utilizados en Net9 serán el facilitador de la producción de mariscos en alta mar.

'La parte más emocionante de esta fase de trabajo fue ver el cruce positivo entre el bienestar de los peces y la ingeniería estructural. El potencial de clima tormentoso es, por supuesto, inevitable en estos entornos, pero el diseño del sistema permite que la red y los peces contenidos en ella se muevan juntos con mucha más flexibilidad que una estructura rígida.

El sistema de Impact-9 utiliza una estructura flexible que está diseñada para moverse con las olas y el clima de cualquier tormenta, en lugar de luchar contra el agua, reduciendo el estrés potencial en los peces.

El próximo año, el equipo de investigación planea comenzar a construir una unidad adecuada para la demostración técnica en el Centro Europeo de Energía Marina (EMEC) en Orkney, que también ofrecerá a los productores interesados la oportunidad de ver un modelo del sistema en funcionamiento.

Tom Mackay, gerente de ingeniería de TTI, dice: “Esto es parte de un enfoque de ingeniería sistemática para abordar la novedad técnica y someterse a pruebas cuidadosamente administradas para calificar que las nuevas características funcionarán como se desea. El proceso es similar al desarrollo de sistemas renovables en alta mar, y hemos aportado la experiencia de ese sector para ayudar a Impact-9 a gestionar el riesgo de adoptar sus nuevas estructuras en la aplicación Net9”.

Monitorización de la calidad del agua microbiana en tiempo casi real

La acuacultura es una industria en crecimiento en todo el mundo, con la producción de peces de piscifactoría aumentando constantemente en los últimos años. El elemento más crucial que influye en el rendimiento y la salud de los peces es la calidad del agua.

Para proporcionar las mejores condiciones para los peces que se crían, el piscicultor debe ser capaz de controlar los parámetros de calidad del agua. La mayoría de las operaciones buscan mantener estas variables de calidad del agua dentro de los rangos que promueven el crecimiento máximo mientras se utiliza menos agua y se reducen los desechos. Los aportes de nutrientes estimulan los microbios y el fitoplancton, lo que puede conducir a una mala calidad del agua. La cantidad de nutrientes en el efluente se correlaciona directamente con el tiempo de retención de agua y la tasa de rotación hidráulica (Tucker et al. 2005). Como resultado, la intensidad y el tipo de sistemas acuícolas que se utilizan afectan directamente a la calidad del agua.

Las modernas instalaciones de producción acuícola como RAS operan a la máxima capacidad de carga o cerca de ella y tienen sistemas de circulación, aireación y biofiltro relativamente complejos. Debido a los altos factores de riesgo biológico en estos sistemas, se requiere vigilancia en el monitoreo y acción rápida para reducir las tasas de mortalidad (Helfrich y Libey, 1991).

Por un lado, en los sistemas RAS, un elemento de riesgo biológico es la continua y alta concentración de bacterias que rodean a los peces. Algunos de ellos son bacterias de crecimiento lento que comúnmente habitan los intestinos, las branquias y el moco de la piel (A.L. AAM, 2015), mientras que las especies perjudiciales y patógenas pueden encontrarse entre las bacterias oportunistas de rápido crecimiento (Allen et al., 2004). Según Rojas y Tirado (2019), los cambios en la calidad del agua pueden conducir a una mayor abundancia y actividad bacteriana, reducir la estabilidad biológica (Attramadal et al., 2012) y causar estrés en la población de peces (Harmin, T.D., 2009). Las personas estresadas son más vulnerables a la infección por patógenos peligrosos y de rápido crecimiento (Raman et al., 2013). Sin embargo, en sistemas de aquafarm como RAS, el monitoreo de indicadores microbiológicos de calidad del agua se ha visto obstaculizado por pruebas que consumen mucho tiempo, ineficaces y/o complejas (Rojas-Tirado, 2018). Hoy en día, existe una creciente demanda de tecnologías operativas que pueden aplicarse a la gestión de RAS para monitorear rápidamente la calidad microbiológica del agua y mejorar la comprensión de los efectos del proceso (L. Pedersen y P.B. Pedersen, 2016). Por otro lado, los criaderos de bagre, salmón y trucha enfrentan desafíos de diversos hongos responsables de infecciones devastadoras en peces en acuacultura, piscifactorías y peceras

Tabla 1. Parámetros de ensayo para los productos BactiQuant

Parámetro de ensayo Valor

Límite de detección (LOD) 10 GRIPE

Límite de cuantificación (LOQ) 30 GRIPE

Desviación estándar relativa (RSD) < 7%*

Reproducibilidad entre ensayos (RPD) < 7%* de pasatiempos. La causa más significativa de pérdidas económicas en la acuacultura son los peces enfermos, y las infecciones por oomicetos (mohos de agua) son superadas solo por las enfermedades bacterianas en su impacto (Meyer 1991).

Bactiquant-WATER – Un nuevo parámetro de calidad de agua microbiana:

La empresa danesa BactiQuant ha creado y patentado un nuevo parámetro microbiológico de calidad del agua llamado Bactiquantwater (BQW). El método BQW es una prueba de campo rápida para la detección fluorométrica de una actividad enzimática de hidrolasa bacteriana específica. Las bacterias grampositivas y gramnegativas, que representan todos los principales grupos taxonómicos bacterianos, exhiben actividad enzimática. El proceso es fácil, rápido y altamente reproducible (McKernan et al., 2012). La medición se puede realizar en el lugar, incluso en condiciones difíciles, y no requiere procedimientos de extracción. La US-EPA verificó el método BactiQuant en 2012 en colaboración con Batelle (McKernan et al., 2012), y la tecnología fue galardonada con el sello de excelencia por la UE en 2018. La tecnología se ha utilizado en estudios de investigación sobre RAS para monitorear la dinámica bacteriana en la fase de agua, el impacto de la carga de alimento en la calidad microbiana del agua y la actividad bacteriana en las partículas (Rojas-Tirado et al., 2019). Además, se ha utilizado para monitorear la actividad bacteriana y realizar estudios en los humedales de una granja de truchas alemana (C. Naas, 2014).

Principio de medición

BactiQuant se basa en una tecnología de fluorescencia muy sensible. El ensayo consta de tres sencillos pasos: Las bacterias de una muestra de agua se concentran utilizando una

Un sustrato enzimático marcado con fluoróforo dirigido a una actividad específica de la hidrolasa bacteriana se transfiere a la unidad de filtro mediante una jeringa. El filtro está saturado con el sustrato enzimático y se inicia la reacción enzimática.

Después de la etapa de reacción, el fluoróforo producido a partir de

Legal business advice:

• Mariculture and Aquaculture leases

• Aquaculture and mariculture disputes

• Commercial fishery issues

• Acquisition and ownership of fisheries

• Registration of fishing rights

• Defence of fisheries prosecutions

• Seizure of fishing vessels

• International fishing licenses

• High seas fishing fluoróforo se determina mediante un fluorómetro portátil.

La salida de fluorescencia de una muestra de agua es lineal con el tiempo y el volumen de la muestra. El resultado de un análisis de Bactiquant se calcula en función de las condiciones estándar: La salida de fluorescencia (GRIPE) por 250 ml de la muestra de agua, reaccionó a 23oC durante 30 minutos. Esto se define como el valor BactiQuantWater. El valor BQW es un indicador de la presencia bacteriana total en la muestra de agua analizada. La tecnología puede detectar bacterias asociadas a partículas (PAB), sedimentos de biofilm y bacterias planctónicas, proporcionando una medida relevante y completa de la exposición bacteriana total en RAS, en comparación con las capacidades limitadas de los métodos tradicionales. La sensibilidad a la concentración bacteriana se puede ajustar fácilmente cambiando el volumen de agua filtrada y/o el tiempo de reacción. Un protocolo típico para un análisis de agua de acuacultura es la filtración de una muestra de agua de 50 ml que reaccionó durante cinco minutos a temperatura ambiente. La actividad enzimática se calcula de acuerdo con la fórmula que se muestra en la tabla 1.

Por qué la evaluación rápida de la biomasa microbiana es una necesidad y no un lujo

Uno de los factores clave para reducir el riesgo microbiano en los sistemas RAS es proporcionar una microbiología del agua estable. Los microorganismos oportunistas tienen un menor riesgo de hacerse cargo de un sistema en el que todos los parámetros se mantienen en niveles estables, incluida la calidad del agua. La calidad microbiana del agua es esencial no solo para las larvas y el rendimiento juvenil en los criaderos, ¿Cuáles son las etapas más vulnerables del desarrollo de los peces, pero también para identificar problemas en las etapas posteriores del ciclo del agua en un sistema RAS, como el impacto y la optimización de los agentes desinfectantes, el impacto de los piensos en la calidad del agua, el efecto del mantenimiento del biofiltro, etc. Con la ayuda de BactiQuant-

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24/7 remote support keeps your feedmill up & running agua (para la medición bacteriana) y FungiCount (para la medición de hongos - capaz de medir micro fragmentos, esporas, e hiphae), los productores pueden generar su línea de base única de datos y compararlos con prácticas operativas o suposiciones alteradas (como un nuevo alimento, derrame de alimento, cambios en las prácticas operativas para el drenaje de lodos o el reciclaje de biofiltros).

Los datos de referencia cambiarán a lo largo del curso de la producción. Representarán varias especies de peces, fases de crecimiento (eclosión, inicio de alimentación), tamaño de los peces, densidades, horarios de alimentación, variaciones estacionales en la calidad del agua de origen y rutinas operativas como los programas de limpieza de biofiltros y tanques.

En los sistemas RAS, todos los componentes son igualmente cruciales para garantizar la eficiencia y la seguridad del sistema y de las especies cultivadas, como los engranajes en un reloj mecánico. BactiQuant permite al usuario monitorear cada equipo potencialmente y decidir si es necesario realizar cambios, ya que cada equipo contribuye al bienestar de los peces. Proporcionar una calidad microbiana estable del agua es un punto de partida esencial que contribuye significativamente a un mejor rendimiento, un aumento del crecimiento y una reducción de la mortalidad. Al optimizar los procesos, ajustar las rutinas y monitorear constantemente la calidad microbiana del agua, el usuario puede aumentar la proactividad y verificar la calidad estable del agua.

Aplicaciones en sistemas acuícolas

Mientras que la biomasa microbiana es un parámetro crítico del proceso para la calidad del agua, la capacidad de realizar mediciones casi en tiempo real permite la detección temprana de desviaciones en la calidad del agua. Esto permite al operador ajustar rápidamente los procesos de producción y las rutinas operativas para mantener un entorno de producción estable. En segundo lugar, BactiQuant permite a los usuarios optimizar sus procesos de tratamiento de agua mediante el monitoreo de la actividad microbiana en los Puntos Críticos de Control (CCP), como antes y después de la cadena de tratamiento de agua. Esto dará lugar a una comprensión más profunda de la eficiencia de las tecnologías de tratamiento de agua instaladas y permitirá ajustes de los pasos de tratamiento casi en tiempo real. En tercer lugar, los productos de BactiQuant se pueden utilizar para evaluar el impacto que los diferentes procesos operativos y de manipulación tienen en el microbioma. Manipulación insalubre de peces (es decir, durante la vacunación), movimiento de peces en tanques de cultivo, cambio de equipo, tipo de alimento, frecuencia de alimentación, etc., son ejemplos críticos de rutinas operativas que pueden alterar significativamente el equilibrio del microbioma alrededor de los peces y permitir que los microbios oportunistas proliferen fuera de control. Por último, pero no menos importante, como los sistemas RAS más grandes tienen múltiples incubadoras y tanques de cultivo, la tecnología se puede utilizar para comparar los sistemas de producción y, por lo tanto, ayudar a los operadores a seleccionar y desarrollar mejores diseños de sistemas de producción.

COMPLETE, TAILORED FEED BLOCK DIETS FOR LUMPFISH & WRASSE

• SEA LICE POPULATIONS

• FISH HEALTH & WELFARE

• CATARACT PREVALENCE

• AGGRESSION DURING FEEDING

• ENERGY CONSUMPTION

• STORAGE SPACE & COSTS

• MEDICAL TREATMENTS

REDUCED IMPROVED Produced

• MORTALITY RATES

• STABLE, CONTROLLED GROWTH

• LONGEVITY & EFFICACY

• PRACTICAL FEEDING METHODS

• DAILY OPERATIONAL COSTS

SOLUTION TO CLEANER FISH MANAGEMENT & SEA LICE CONTROL

Aunque a menudo se pasa por alto en favor de los bosques tropicales más famosos y visibles, los prados de pastos marinos son un ecosistema importante que desempeña un papel vital en la lucha contra el cambio climático.

Compuesto por plantas con flores que atraviesan sus ciclos de vida bajo el agua, las praderas de pastos marinos crecen en áreas costeras protegidas en seis continentes y se pueden encontrar en alta mar en 159 países. Potencialmente cubriendo más de 300.000 km2, más de mil millones de personas viven a menos de 100 km de una pradera de pastos marinos. Además de suministrar alimentos, oxígeno y refugio a muchas especies de animales marinos, también protegen las costas de la erosión al absorber la energía de las olas y también filtran los nutrientes contaminantes producidos por el hombre del agua. Las praderas de pastos marinos también ayudan a apoyar pesquerías comerciales por valor de hasta 3500 dólares EE.UU. Por hectárea al año.

Posiblemente su contribución más vital es la captura de CO2 de la atmósfera. Aunque ocupan solo una porción muy pequeña del fondo marino, son responsables de un estimado del 10 por ciento del CO 2 atmosférico absorbido por los océanos y lo capturan 35 veces más rápido que la tasa alcanzada por los bosques tropicales.

Las praderas marinas se enfrentan a una serie de amenazas, incluyendo el desarrollo costero, la degradación de la calidad del agua y el cambio climático. Esto último causa fenómenos como el aumento del nivel del mar, el aumento de los fenómenos meteorológicos extremos y las temperaturas elevadas del agua, todos los cuales afectan a las praderas de pastos marinos.

Una de las principales amenazas es el aumento de la carga de nutrientes que fluye al mar desde las aguas residuales y la escorrentía de fertilizantes como el nitrógeno y el fósforo. Esto a su vez estimula el crecimiento de algas, causando floraciones de algas, lo que conduce a un nivel reducido de oxígeno en el