Microalgas: la clave para una acuicultura sostenible y eficiente

La acuicultura, que es la cría de organismos acuáticos como peces, crustáceos y moluscos, ha crecido exponencialmente en las últimas décadas para satisfacer la creciente demanda de alimento acuáticos.

Una de las innovaciones más prometedoras en este sector es el uso de microlagas, organismos unicelulares que ofrecen una solución sostenible y eficiente para diversos desafíos en este ámbito.

Las microalgas han ganado popularidad debido a que son recursos biológicos  que aportan grandes beneficios y valores nutricionales a sectores como es el caso de la acuicultura, pero también a la agricultura y a la alimentación humana y animal.

En este artículo, explicaremos los diversos usos de microalgas en acuicultura, cómo se cultivan y los beneficios que aportan a esta industria.

Qué son las microalgas

Según el documento 'Ficha de Transferencia de Cajamar', las microalgas son microorganismos fotosintéticos autotróficos y heterotróficos, ya que pueden tanto producir su propio alimento como obtenerlo de otras plantas.

Crecen en ambientes acuáticos, tanto de agua salda como de agua dulce y se erigen como la base de la cadena alimentaria en los ecosistemas acuáticos y juegan un papel crucial en la producción de oxígeno.

Pero su importancia no se queda ahí. En la acuicultura, las microalgas se utilizan de múltiples formas, desde la alimentación de organismos acuáticos hasta para mejorar la calidad del agua. 

Qué tipo de microalgas existen

Existen aproximadamente más de 30.000 especies de microalgas, de las cuales solo se han estudiado 100 y de esas, 10 son comercializadas.

Según el libro 'Algae' de Graham y Wilcox (2010), las microalgas se clasifican en:

• Microalgas procariotas: microorganismos que no presentan un núcleo delimitado donde se alberga material genético. Dentro de este tipo tenemos especies como cianofíceas y proclorofitas. 
• Microlagas ecuariotas: microorganismos que sí presentan un núcleo totalmente definido. Aquí encontramos clorofíceas, crisofíceas, haptofíceas, bacilariofíceas, pirrocífeas, briptofíceas y euglenofíceas.

Usos y beneficios de las microalgas en la acuicultura

Las funciones o usos de las microalgas son variados, desde la alimentación directa hasta la mejora del entorno acuático.

– Alimentación de organismos acuáticos

El uso más común de las microalgas en acuicultura es como alimento. Las microalgas son una fuente excelente de nutrientes esenciales, incluyendo proteínas, ácidos grasos y vitaminas.

• Alimento para larvas: tanto de peces como de crustáceos, en etapas en las que estos organismos requieren una dieta altamente nutritiva para un desarrollo adecuado.
• Suplemento alimenticio para peces adultos: las microalgas como Spirulina se utilizan como suplementos para peces adultos. Estas microalgas mejoran la coloración, el crecimiento y la salud general de los peces.

– Mejora de la calidad del agua

Las microalgas tienen la función de depurar ambientes acuáticos, ya que pueden absorber los nutrientes contaminantes que se encuentran en el agua, lo que ayuda a mejorar su calidad para criar peces y crustáceos, favoreciendo su salud al mismo tiempo.

• Control de nutrientes: las microalgas pueden absorber nitratos y fosfatos del agua, que en exceso pueden ser perjudiciales para los ecosistemas acuáticos. Además, al consumir estos compuestos, las microlagas ayudan a prevenir la eutrofización, un proceso que puede provocar la proliferación de algas nocivas.
• Oxigenación: mediante el proceso de fotosíntesis, las microalgas producen oxígeno, fundamental para la respiración de los peces y otros organismos acuáticos. Además, también ayudan a disminuir los niveles de dióxido de carbono en el agua.

– Biofiltración para purificación del agua

También se utilizan como sistemas filtración y purificación de agua de manera natural en instalaciones de acuicultura. Este proceso implica el uso de estos microorganismos para eliminar contaminantes y patógenos, mejorando así la salud general de los animales.

• Eliminación de metales pesados: algunas especies de microalgas pueden absorber metales pesados y otros contaminantes del agua.
• Reducen la aparición de bacterias patógenas: pueden combatir bacterias patógenas, reduciendo su número y mejorando la salud general de los animales acuáticos.

– Producción de bioproductos

Aunque no es su principal aplicación en acuicultura, la producción de bioproductos a partir de microlagas es un campo en desarrollo que puede ofrecer beneficios adicionales al sector acuícola.

• Aceites de microalgas: las microalgas pueden producir aceites ricos en ácidos grasos omega-3, que son esenciales para la salud tanto de los peces como de los humanos.
• Pigmentos naturales: algunas especies de microalgas, como dunaliella, producen pigmentos naturales que se pueden utilizar como colorantes naturales en la alimentación de peces para mejorar su apariencia.

Qué tipo de microalgas se utilizan en acuicultura

Las microalgas son conocidas por su rápida tasa de crecimiento y adaptabilidad, ya que también son capaces de crecer en entornos en los que las condiciones de luz, temperatura y nutrientes no sean favorables.

De hecho, algunas especies de microalgas pueden duplicar su biomasa en cuestión de horas si estas condiciones son óptimas y beneficiosas para ello. 

Esta característica permite generar una producción de manera continuada y eficiente para poder emplearlas en los diferentes usos de la acuicultura.

Además, cuentan con la capacidad de actuar como filtros naturales (biofiltros), eliminando nutrientes y contaminantes del agua. Esto es un factor clave a tener en cuenta para sistemas de acuicultura intensiva, donde la acumulación de desechos puede ser un problema significativo.

Las microalgas más utilizadas en acuicultura son:

• Chlorella: tiene un alto contenido de proteínas y vitaminas. Esta microalga es ideal para la alimentación de peces y camarones.
• Spirulina: rica en antioxidantes y ácidos grasos esenciales, se usa como colorante y suplemento alimenticio.
• Dunaliella: contiene pigmentos antioxidantes beneficiosos para múltiples usos.
• Nannochloropsis: utilizada principalmente para alimentar a larvas de peces y crustáceos debido a que su tamaño es más pequeño que en el resto de especies y contiene altos valores de ácidos grasos omega-3.

Cultivo de microalgas

El cultivo de microalgas es una opción sostenible y ecológica para la acuicultura. No requiere grandes cantidades de tierra o agua dulce y puede contribuir a la reducción de gases de efecto invernadero mediante la fijación de CO₂ durante la fotosíntesis.

Estos microorganismos se han cultivado de diferentes formas, ya sea en lagunas artificiales, estanques de cemento, bolsas plásticas o sistemas cerrados como los fotobiocontroladores.

Los sistemas de cultivo pueden clasificarse según su funcionamiento: 

• Sistemas abiertos:  incluyen estanques y lagunas poco profundas. Utilizan una tecnología menos costosa, pero resulta más difícil controlar el ambiente y mantener una sola especie de microalga, ya que pueden contaminarse fácilmente.
• Sistemas cerrados: también conocidos como fotobiorreactores, son dispositivos cerrados destinados al cultivo masivo de microalgas en un sistema bajo condiciones óptimas de luz, temperatura, nutrientes y otros factores ambientales. Permiten mantener monocultivos, sin contaminar otras especies. 

Hace aproximadamente una década, la Estación Experimental de Cajamar, comenzó a cultivar este tipo de microorganismos para incrementar la producción y mejorar el rendimiento que las microalgas tienen en diferentes campos como la alimentación y purificación de ambientes, dando a su vez respuesta a las empresas nacionales que demandaban estos microorganismos.

Esta adaptabilidad que muestran las microalgas, mencionada anteriormente,  permite también que se cultiven en diferentes tipos de sistemas de acuicultura, desde estanques abiertos hasta sistemas cerrados como laboratorios.

Sistemas de acuicultura para el cultivo de microalgas

El medio en el que suele implantarse este tipo de cultivo resulta una opción económica y fácil de implementar. Se denominan 'estanques abiertos', que generalmente son grandes áreas de cultivo situadas en aguas poco profundas, sobre todo para zonas con clima cálido y abundante luz solar para que las microalgas puedan reproducirse de manera natural.

Aunque dentro de esta técnica, puede combinarse también elementos que pertenecen al cultivo de interior o laboratorio, para obtener resultados más precisos en el desarrollo de estos microorganismos, pero sin perder el espacio natural.

Producción de microalgas en laboratorio

El cultivo en laboratorio permite un mayor control de las variables del ambiente para facilitar su desarrollo, algo que en el exterior, puede complicarse.

Además de estos parámetros, es necesario considerar que para la producción de microalgas son necesarias técnicas de cuidado de cepas, así como de reconocimiento de especie para poder adaptar dicho entorno a sus necesidades.

Este proceso comienza con la selección de cepas de microalgas, que se eligen en función de sus futuras aplicaciones en acuicultura. Estas cepas son cultivadas en medios como fotobiorreactores, que están equipados con tecnología avanzada. Permiten un control más preciso de las condiciones necesarias para el crecimiento de estos microorganismos.

Una vez que las microalgas alcanzan la densidad deseada, se procede a su cosecha. La biomasa que se obtiene de este proceso, puede utilizarse directamente para la alimentación de organismos acuáticos o para la extracción de compuestos específicos, como aceites ricos en omega-3 y pigmentos naturales.

El sector de las microalgas en acuicultura

El sector de la acuicultura con microalgas ha experimentado un notable crecimiento durante los últimos años gracias a los avances tanto en biotecnología como de  las técnicas de cultivo utilizadas. 

El Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía (ICMAN-CSIC) ofrece distintos servicios relacionados con el cultivo de microalgas y su aplicación en la acuicultura.

Otro ejemplo destacado en el sector es el Centro Tecnológico de Acuicultura de Andalucía (CTAQUA), que centra su actividad en proyectos innovadores para integrar las microalgas en sus diferentes aplicaciones, con el fin de mejorar su eficiencia y sostenibilidad.

Además, empresas como Fitoplancton Marino, situada en Cádiz, son líderes en la producción de microalgas para diversos usos en acuicultura.

En resumen, con el continuo apoyo de la investigación y el desarrollo tecnológico se ha logrado optimizar la producción de microalgas y mejorar, a su vez, la sostenibilidad de los sistemas de acuicultura, que ya ofrecen una solución natural y eficiente para muchos de los desafíos que enfrenta este sector en la actualidad.