Modelos que integran el mar: nuevo enfoque optimiza el cultivo conjunto de salmón y algas marinas

En la búsqueda de una acuicultura más sostenible, los sistemas de Acuicultura Multitrófica Integrada (IMTA) se han posicionado como una alternativa prometedora. Esta práctica combina el cultivo de especies alimentadas, como el salmón del Atlántico (Salmo salar), con especies extractivas, como el kelp de azúcar (Saccharina latissima), capaces de aprovechar los nutrientes residuales generados por los peces y contribuir así a reducir el impacto ambiental. Sin embargo, trasladar este concepto a una escala comercial ha resultado complejo. Los desafíos incluyen sincronizar el crecimiento y la captación de nutrientes entre especies con ciclos biológicos distintos, además de las limitaciones espaciales, logísticas y de procesamiento postcosecha. Frente a ello, un reciente estudio publicado en la revista Aquaculture ha desarrollado un enfoque de modelización integrado que permite optimizar las estrategias de siembra y evaluar cómo distintas configuraciones de producción afectan el rendimiento del kelp y la eficiencia de la biorremediación en un centro comercial de salmón y algas marinas ubicada en la bahía de Bantry, al suroeste de Irlanda. Un modelo que une tres mundos: peces, corrientes y algas El modelo combina tres componentes clave: Un modelo de crecimiento del salmón, que estima la cantidad diaria de nitrógeno disuelto liberado al entorno. Un modelo hidrodinámico, que simula cómo las corrientes transportan esos desechos hacia el área donde crecen las algas. Un modelo de crecimiento de kelp basado en Presupuesto Energético Dinámico (DEB), que integra factores como temperatura, luz, carbono inorgánico y nitrógeno para predecir la asimilación de nutrientes y el aumento de biomasa del alga. Este marco permitió evaluar diversos escenarios de cultivo, considerando variaciones en la producción de salmón, el momento de siembra del kelp y la duración del ciclo productivo. Temporadas más largas, beneficios mayores Los resultados del modelado fueron concluyentes: extender la temporada de cultivo del kelp —iniciando la siembra en otoño en lugar de invierno— incrementa significativamente el rendimiento de biomasa y la capacidad de absorción de nitrógeno. El escenario con siembra temprana (Escenario 3) proyectó un rendimiento cercano a 32,7 toneladas de kelp por centro de cultivo, con frondas que alcanzaron longitudes superiores a 1 metro, frente a las 8,7 toneladas promedio obtenidas en los ciclos convencionales. Aunque el crecimiento inicial del kelp fue más lento por la menor irradiancia otoñal, al llegar la primavera las plantas ya habían desarrollado una biomasa sustancial, lo que les permitió aprovechar al máximo los nutrientes disponibles. Este escenario también mostró una cuatro veces mayor capacidad de biorremediación, logrando eliminar hasta el 3,07 % del nitrógeno residual generado por los salmones. Por el contrario, ni el aumento de la producción de salmón ni los ajustes en su calendario de cultivo produjeron mejoras significativas en la absorción de nitrógeno o en el crecimiento del kelp. Producción de algas marinas DEB para cuatro escenarios diferentes de producción de salmón y algas marinas del sistema IMTA en la bahía de Bantry: planta individual de algas marinas a) peso seco (g), b) longitud de la hoja de alga marina (cm), c) composición de N de la hoja de alga marina (%DW) y d) composición de C de la hoja de alga marina (%DW). Créditos: Estudio. Luz, no nitrógeno: el factor limitante real El modelo reveló que, en este sitio, el crecimiento del kelp no está limitado por la disponibilidad de nitrógeno, ya que los niveles presentes en el agua superan los umbrales de saturación para la especie. En cambio, la luz se posicionó como el factor ambiental más influyente, especialmente durante los meses invernales, cuando la menor irradiancia reduce la capacidad fotosintética y, con ello, el crecimiento del alga. Esto sugiere que la optimización del sistema depende principalmente del momento de siembra del kelp, más que de modificaciones en la producción del salmón. Implicaciones para la sostenibilidad y la expansión del IMTA Desde el punto de vista ambiental, el estudio aporta datos valiosos sobre el potencial real de la IMTA como herramienta de mitigación de nutrientes. Los modelos estiman que lograr una reducción del 10 % de los desechos nitrogenados del salmón requeriría entre 36 y 155 líneas de cultivo de kelp, dependiendo del escenario, lo que supone importantes desafíos de espacio, infraestructura y procesamiento. Por ejemplo, solo el escenario más eficiente necesitaría una producción de kelp equivalente al 70 % del volumen total cultivado en Irlanda en 2019, una cifra que revela tanto el potencial como las limitaciones prácticas de escalar este tipo de sistemas. Asimismo, los investigadores señalan que la ubicación y orientación de las líneas de kelp en relación con las corrientes son determinantes para maximizar la captura de nutrientes. Modelos hidrodinámicos más detallados podrían guiar futuras expansiones hacia configuraciones regionales de IMTA, con múltiples centros de cultivo interconectados. Una herramienta para el futuro de la acuicultura En síntesis, el estudio demuestra que la modelización integrada puede convertirse en una herramienta clave para diseñar sistemas acuícolas más eficientes, sostenibles y basados en evidencia científica. Los resultados dejan claro que el éxito de la IMTA no depende solo del volumen de producción, sino de la sincronización biológica y ambiental entre las especies cultivadas. Sembrar antes, crecer más y aprovechar mejor los nutrientes podría ser la clave para un futuro donde la acuicultura y el ecosistema trabajen en equilibrio. El estudio concluye que la optimización de los sistemas IMTA de salmón y kelp no se logra incrementando la producción de peces, sino ajustando el calendario y las estrategias de cultivo del alga. Extender la temporada de crecimiento y sembrar antes del invierno permite mejorar el rendimiento, aumentar la asimilación de nitrógeno y, potencialmente, reducir el impacto ambiental de la acuicultura marina. Este enfoque integrado, que combina modelos biológicos e hidrodinámicos, ofrece una herramienta poderosa para la gestión adaptativa y sostenible de la producción multitrófica a escala comercial. Lea el estudio completo aquí: An integrated modelling approach for the stocking optimisation of a commercial-scale salmon-kelp IMTA system