La acuicultura ha experimentado una evolución significativa en las últimas décadas, adoptando nuevas tecnologías que mejoran la salud, el crecimiento y la sostenibilidad de los cultivos de peces y camarones. Una de las innovaciones más prometedoras es la nutrición con tecnología simbiótica, que utiliza relaciones entre microorganismos beneficiosos y organismos acuáticos para optimizar la producción y la calidad del alimento natural en los estanques. En este artículo, exploraremos cómo esta tecnología está transformando la acuicultura y promoviendo la generación de alimentos nativos de forma sostenible.

¿Qué es la Nutrición con Tecnología Simbiótica?

La nutrición con tecnología simbiótica se fundamenta en el principio de simbiosis, donde diferentes organismos coexisten en una relación mutuamente beneficiosa. En acuicultura, esta tecnología busca fomentar interacciones positivas entre microorganismos, como bacterias y levaduras, y los peces o camarones. Este enfoque crea un ecosistema acuático equilibrado que mejora la producción de alimentos naturales en el estanque.

Al aplicar un cóctel de probióticos, enzimas, ácidos orgánicos y otros nutrientes a través de fermentos, se genera un aumento considerable del zooplancton. Este incremento convierte el estanque en una fuente natural de alimento vivo para los peces y camarones, lo que puede representar entre el 20% y el 30% de la dieta diaria de estos organismos. Esta alimentación natural contribuye a una notable reducción en los costos de alimentación.

Fomentando la Biodiversidad en el Estanque

Uno de los pilares fundamentales de la nutrición con tecnología simbiótica es fomentar la biodiversidad en el estanque. Esto implica introducir microorganismos beneficiosos, como bacterias probióticas y levaduras, que ayudan a descomponer los desechos orgánicos y mejorar la calidad del agua. Según estudios realizados por Bioaquafloc LLC, una diversidad microbiana equilibrada puede mejorar significativamente la calidad del agua y reducir la necesidad de aditivos químicos.

Además, los nutrientes vertidos mediante los fermentos mantienen una población robusta de microorganismos beneficiosos en el agua, que a su vez se convierten en un alimento excepcional para peces y camarones. Esta estrategia aumenta la variabilidad y riqueza de las especies del zooplancton, ofreciendo una mayor variedad de nutrientes y, en consecuencia, una mejor salud para los animales que se alimentan de ellos.

Fermentos: Potenciadores de la Nutrición

Los fermentos desempeñan un papel crucial en la nutrición con tecnología simbiótica. Su función principal es promover la descomposición de materia orgánica y la producción de compuestos beneficiosos para los peces y camarones. Al fermentar subproductos agrícolas o residuos orgánicos, se generan nutrientes fácilmente asimilables que aumentan el crecimiento y la resistencia a enfermedades de los organismos acuáticos.

Investigaciones recientes, como las realizadas por la FAO, han demostrado que incluir fermentos en la dieta de los peces mejora la digestibilidad de los alimentos y aumenta la eficiencia alimentaria. Esto se traduce en un mejor aprovechamiento de los recursos y un menor desperdicio, crucial para la sostenibilidad de la acuicultura.

Mejorando la Salud y el Bienestar Animal

La nutrición con tecnología simbiótica no solo se centra en la producción, sino también en el bienestar de los peces y camarones. Al proporcionar una dieta más natural y equilibrada, se fortalece el sistema inmunológico de los organismos acuáticos, reduciendo la incidencia de enfermedades y la necesidad de tratamientos farmacológicos.

Estudios recientes han destacado cómo una alimentación simbiótica mejora la resistencia a patógenos y aumenta la longevidad de los peces y camarones en cautiverio. Muchos de estos beneficios están relacionados con los ácidos orgánicos de cadena corta que se generan en los fermentos simbióticos, como el ácido láctico, butírico, fórmico, valérico y propiónico, entre otros.

Promoviendo la Autoregeneración de Alimentos

La adopción de la nutrición con tecnología simbiótica no solo tiene beneficios en términos de salud animal, sino también en sostenibilidad y rentabilidad para los productores acuícolas. Al reducir la dependencia de alimentos externos y productos químicos, se disminuyen los costos de producción y se minimiza el impacto ambiental asociado con la acuicultura intensiva.

Además, al promover un ecosistema acuático más equilibrado, se crea un ciclo productivo más eficiente y autosostenible a largo plazo. Este enfoque no solo beneficia a los acuicultores, sino que también contribuye a la conservación del medio ambiente.

Sostenibilidad y Rentabilidad en Acuicultura

El uso de fermentos genera una gran cantidad de alimento natural en el estanque, lo que promueve una reducción significativa en el factor de conversión de alimento y, por ende, en los costos de producción. La implementación de la nutrición con tecnología simbiótica representa no solo una mejora en la salud animal, sino también una opción sostenible y rentable para los productores acuícolas.

Al disminuir la dependencia de químicos y antibióticos, se logran menores costos de producción y se minimiza el impacto ambiental de la acuicultura intensiva. Promoviendo un ecosistema acuático más equilibrado, se establece un ciclo productivo eficiente y autosostenible a largo plazo, beneficiando tanto a los productores como al medio ambiente.

En conclusión, la nutrición con tecnología simbiótica representa un enfoque innovador y prometedor para mejorar la nutrición en la acuicultura. Al fomentar la biodiversidad, utilizar fermentos y promover la autoregeneración de alimentos, esta tecnología optimiza la producción y mejora la salud y el bienestar de los peces y camarones.

Con un enfoque en la sostenibilidad y la rentabilidad, la nutrición con tecnología simbiótica tiene el potencial de revolucionar la industria acuícola, promoviendo prácticas más responsables y respetuosas con el medio ambiente. Al adoptar esta tecnología, los productores acuícolas no solo contribuyen a un futuro más sostenible, sino que también aseguran la salud y el bienestar de sus cultivos, beneficiando así a toda la cadena de suministro.

CITAS

Azim, M. E., & Little, D. C. (2008). The biofloc technology (BFT) in indoor tanks: water quality, biofloc composition, and growth and welfare of Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Aquaculture, 283(1-4), 29-35.

Burford, M. A., Thompson, P. J., McIntosh, R. P., Bauman, R. H., & Pearson, D. C. (2004). The contribution of flocculated material to shrimp (Litopenaeus vannamei) nutrition in a high-intensity, zero-exchange system. Aquaculture, 232(1-4), 525-537.

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1. Estanques de Tierra o Rústicos

Los estanques de tierra son una opción tradicional en la acuicultura, especialmente en regiones donde los recursos son limitados. Aunque son económicos, presentan ciertos desafíos que deben ser considerados.

1.1 Características y Diseño

• Tamaño y Forma: Estos estanques pueden variar en tamaño y forma según la topografía del terreno y las necesidades del productor. Generalmente, son más grandes que otros tipos de estanques, lo que permite el cultivo a mayor escala.
• Materiales de Construcción: Se construyen utilizando materiales locales como tierra, arcilla o piedra, lo que reduce los costos.
• Gestión del Agua: Dependen de fuentes de agua naturales, como ríos, arroyos o lluvia. La gestión del agua es crucial para mantener la calidad del ambiente acuático.

1.2 Ventajas

• Costos Reducidos: Son económicos de construir y mantener, lo que los hace accesibles para pequeños productores.
• Adaptabilidad: Pueden ser utilizados para una amplia variedad de organismos acuáticos, como peces, camarones y moluscos.
• Sostenibilidad: Al utilizar recursos locales, promueven prácticas sostenibles y amigables con el medio ambiente.

1.3 Desafíos

• Control del Agua: La calidad del agua puede ser difícil de controlar, lo que aumenta el riesgo de enfermedades.
• Mantenimiento: La falta de sistemas avanzados de filtración requiere una mayor vigilancia y manejo del agua.

En conclusión, los estanques de tierra son una opción viable para pequeños productores, pero requieren una gestión cuidadosa del agua y un monitoreo constante para evitar problemas ambientales.

2. Estanques de Geomembrana

Los estanques de geomembrana son una solución moderna y eficiente en acuicultura. Estos estanques están revestidos con una membrana impermeable que aísla el cultivo de posibles contaminantes del suelo.

2.1 Construcción y Materiales

• Geomembranas: Están compuestos por láminas sintéticas impermeables, como el polietileno de alta densidad (HDPE), que proporcionan una barrera contra la filtración de agua y contaminantes.
• Estructuras de Soporte: Suelen requerir estructuras de soporte, como muros de tierra compactada o concreto, para garantizar su estabilidad.

2.2 Ventajas

• Control del Ambiente: La geomembrana permite un control más preciso sobre la calidad del agua y la temperatura, factores clave para el crecimiento óptimo de los organismos.
• Reducción de Contaminantes: Al impedir el contacto entre el agua y el suelo, se reduce significativamente el riesgo de contaminación y la re-suspensión de sedimentos.
• Eficiencia Hídrica: Estos estanques son más eficientes en el uso del agua, lo que reduce la necesidad de reabastecimiento constante.

2.3 Desafíos

Mantenimiento: Requieren inspecciones regulares para evitar daños en la geomembrana, como perforaciones o rasgaduras.

Costo Inicial: Aunque ofrecen beneficios a largo plazo, su construcción tiene un costo inicial elevado.

En resumen, los estanques de geomembrana son ideales para proyectos de acuicultura intensiva, pero requieren una inversión inicial mayor y un mantenimiento cuidadoso.

Estanques Australianos

Los estanques australianos, también conocidos como estanques modulares, están diseñados para ser ensamblados rápidamente y ofrecen una solución flexible y duradera para la acuicultura.

3.1 Materiales

• Láminas Metálicas: Utilizan láminas de zinc o aluminio, materiales altamente resistentes a la corrosión y duraderos en ambientes acuáticos.

3.2 Ventajas

• Fácil Instalación: Son rápidos de ensamblar y desmontar, lo que los convierte en una opción ideal para instalaciones temporales o de emergencia.
• Durabilidad: Los materiales utilizados son resistentes a las condiciones ambientales extremas, lo que garantiza una larga vida útil.

3.3 Desafíos

• Costo: Aunque son más rápidos de instalar, su costo es más elevado que el de los estanques de tierra o geomembrana.

Los estanques australianos ofrecen una solución rápida y eficiente para proyectos acuícolas, pero su costo y complejidad de instalación pueden ser una limitante.

4. Estanques de Concreto o Cemento

Los estanques de concreto son otra opción común en la acuicultura, especialmente en instalaciones de gran escala o cuando se busca durabilidad y control del ambiente.

4.1 Características y Diseño

• Durabilidad: El concreto es un material altamente resistente que puede soportar condiciones ambientales adversas y proporciona una larga vida útil.
• Calidad del Agua: Al ser un material no poroso, el concreto permite un mejor control de la calidad del agua, evitando la filtración y asegurando un entorno estable para los organismos.

4.2 Ventajas

• Larga Vida Útil: Los estanques de concreto tienen una vida útil prolongada, lo que justifica su costo inicial elevado.
• Versatilidad en el Diseño: Pueden construirse en diversas formas y tamaños para adaptarse a las necesidades específicas del proyecto.
• Fácil Mantenimiento: Son relativamente fáciles de limpiar y mantener en comparación con otros tipos de estanques.

4.3 Desafíos

• Costo: Su construcción es más costosa que la de otros tipos de estanques, aunque su durabilidad puede compensar este costo a largo plazo.
• Control de Temperatura: El concreto puede absorber y retener calor, lo que podría afectar la temperatura del agua, especialmente en climas cálidos.

En conclusión, los estanques de concreto son una opción duradera y versátil para acuicultura, aunque su costo inicial puede ser un factor limitante para algunos productores.

5. Estanques de Fibra de Vidrio y Plástico

Los estanques de fibra de vidrio y plásticos son una opción moderna que se utiliza principalmente en sistemas de recirculación de agua (RAS) y en acuicultura a pequeña escala.

5.1 Características

• Ligereza: Son ligeros y fáciles de transportar, lo que los convierte en una opción práctica para proyectos pequeños o de investigación.
• Fácil Mantenimiento: Estos estanques son fáciles de limpiar, lo que reduce el riesgo de enfermedades en los organismos acuáticos.

5.2 Ventajas

• Control de Parámetros del Agua: Al igual que los estanques de geomembrana, permiten un control preciso sobre la calidad del agua y otros parámetros críticos.
• Movilidad: Pueden ser trasladados fácilmente, lo que los hace ideales para proyectos temporales o de pequeña escala.

5.3 Desafíos

• Costo: Aunque son fáciles de manejar, suelen ser más costosos que otras alternativas, lo que puede limitar su uso en proyectos de mayor envergadura.
• Menor Durabilidad: En comparación con los estanques de concreto o tierra, tienen una vida útil más corta, lo que puede incrementar los costos de reemplazo.

En resumen, los estanques de fibra de vidrio y plástico son una excelente opción para acuicultura a pequeña escala o proyectos de investigación, aunque su costo y durabilidad pueden ser factores a considerar.

Forma de los estanques

La configuración de los estanques de acuicultura es un tema de gran interés en la comunidad acuícola y entre los expertos en sostenibilidad ambiental. En la búsqueda de formas óptimas, se exploran una variedad de diseños que van desde estanques circulares, rectangulares y ovales hasta sistemas más innovadores como los estanques octogonales o poligonales. Cada forma tiene sus propias ventajas y desafíos en términos de distribución del flujo de agua, la circulación de oxígeno, la deposición de desechos y la gestión de la temperatura. Además, la forma del estanque también influye en la eficiencia del espacio y la capacidad de escalar la producción.

Forma y productividad

A medida que la industria busca métodos más sostenibles y eficientes, la discusión en línea se enfoca en encontrar el equilibrio adecuado entre la productividad, el bienestar animal y la conservación de recursos naturales. Las innovaciones en el diseño de estanques de acuicultura prometen impulsar el crecimiento de la industria de manera responsable y ambientalmente consciente.

La discusión sobre la forma de los estanques de acuicultura se amplía aún más cuando se consideran factores como la topografía del terreno, la disponibilidad de agua y los requisitos específicos de las especies cultivadas. Por ejemplo, en regiones con terrenos irregulares, los estanques rectangulares modulares pueden ser más fáciles de adaptar y distribuir de manera eficiente. Sin embargo, en áreas donde se busca maximizar la circulación del agua y minimizar la acumulación de sedimentos, los estanques circulares pueden ser la mejor opción. Además, la forma del estanque también puede influir en la facilidad de mantenimiento y limpieza, así como en la resistencia a condiciones climáticas adversas como vientos fuertes o fuertes lluvias.

En última instancia, la conversación en línea sobre la forma de los estanques de acuicultura refleja la búsqueda continua de soluciones innovadoras que equilibren la productividad económica con la responsabilidad ambiental y el bienestar de los organismos cultivados.

Tipos de tanques para acuicultura con tecnología simbiótica

Este apartado nos encanta ya que es una de las preguntas que más nos hacen los interesados en esta tecnología.

Una de las grandes bondades de la tecnología simbiótica BIOAQUAFLOC es que se trabaja principalmente en la calidad del agua. No es tan importante si el estanque es de fibra de vidrio, geomembrana, cemento o tierra ya que la base de la metodología BAF reside en aplicar ciertos fermentos y protocolos para que reducir la carga de nitrógeno total en el agua, eliminar los blooms de micoralgas en el estanque, aumentar el zooplancton y las bacterias probióticas que lucharán contra patógenos. Como pueden imaginar estos factores no dependen tanto del tipo de material del estanque.

Dicho esto, debemos decir que podemos distinguir entre dos tipos de materiales básicos, los aislantes (artificiales), que son la geomembrana, concreto, plásticos, etcétera y la tierra (natural). Ambos tipos tienen sus ventajas y desventajas. La tierra aportará ciertos elementos como minerales y capacidad de generación de una mayor y más variada población de alimento vivo. Sin embargo, también será donadora de virus, bacterias y otras amenazas biológicas. Los materiales aislantes nos evitan de estos elementos.

Para la tecnología simbiótica es preferible el control de cuántos más parámetros mejor, por lo que sería más recomendable el aislamiento. El control de los patógenos que ha sido uno de los principales problemas en la acuicultura moderna es uno de los elementos donde la tecnología simbiótica ha significado una ventaja competitiva por su bioseguridad. Por ello en BAF continuamos investigando acerca del mejoramiento en los proyectos acuícolas.

Elegir el tipo de estanque adecuado para la acuicultura depende de varios factores, como el presupuesto, el tamaño del proyecto y las especies que se van a cultivar. Los estanques de tierra son económicos y accesibles, mientras que los de geomembrana y concreto ofrecen un mayor control del ambiente acuático. Por otro lado, los estanques de fibra de vidrio y australianos son más adecuados para proyectos pequeños o temporales. Evaluar las necesidades específicas de cada proyecto es clave para asegurar el éxito en la producción acuícola.

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Origen de Aquamimciry

El origen de esta tecnología se ubica en el sudeste asiático. Originariamente se la conocía como Biomimcy. El eje central se basa en la utilización de fermento de arroz. Fue a principios de Junio del 2016 cuando el Sr. Jimmy Lin junto con el Sr. Veerasun Prayotamorkul, renombraron a Biomimicry como la tecnología Aquamimicry. Desde entonces estos dos investigadores han hecho un esfuerzo por difundir y enseñar esta tecnología en seminarios regulares celebrados en Tailandia. Durante los últimos años otros profesionales de en acuicultura tal como el Sr. David Kawahigashi o el Sr.Glen Cho han estado implementando esta tecnología. En Centroamérica el grupo BIOAQUAFLOC lleva varios años desarrollando nuevos fermentos para esta tecnología introduciendo las levaduras y fermento de harina de coco en el tratamiento del agua.
Aquamimicry significa imitar y potenciar el medio natural
El fundamento de esta tecnología reside en imitar y potenciar el zooplancton y los parámetros físico-químicos que existen en los cuerpos de agua naturales. Para ello esta tecnología gira en torno a tres elementos clave. El primero es la utilización de tanques de tierra pero que contienen un toilet. El toilet es una depresión circular y plastificada que se suele ubicar en el centro del estanque y cuya función es extraer heces mediante un bombeo regular de sólidos gruesos y mudas. El segundo elemento importante es la utilización de aireadores que aseguran un movimiento constante del agua y una concentración alta de oxígeno disuelto. El aporte de oxígeno permite trabajar a altas densidades y también desarrollar bioflóculos. El tercer elemento clave en esta tecnología es la utilización de fermentos. Los fermentos que originariamente se han utilizado son el fermento de semolina o salvado de arroz y el fermento de soya. Con estos tres elementos y siguiendo los principios de la tecnología biofloc se consigue el levantamiento de bioflóculos, una alta densidad de siembra y un cultivo sin recambio de agua o con un mínimo posible. La alta calidad del agua y la explosión de zooplancton que se genera en el tanque permiten que los animales que cultivamos tengan un crecimiento muy significativo y la utilización de alimento convencional se vea reducido

Diferencias y similitudes entre Aquamimicry y tecnología biofloc

El origen de las tecnologías biofloc y aquamimciry corresponde a lugares y tiempos distintos. Sin embargo, en términos de investigación, desarrollo y uso de ambas tecnologías, la utilización de la tecnología biofloc se remonta a los años 70 y 80 mientras que la tecnología aquamicmiry a penas comenzó en 2016. Este hecho no es anecdótico sino que la tecnología aquamicmiry lleva implícita los principios básicos de funcionamiento de la tecnología biofloc. Esto es, movimiento del agua y oxigenación continua, generación de bioflóculos, potenciación de zooplancton natural para alimentación de nuestra especie de cultivo y recambio mínimo de agua. Las diferencias esenciales entre la tecnología biofloc y aquamimicry son que la primera se desarrolla casi exclusivamente sobre geomembrana, como fuente de carbono utiliza exclusivamente melaza y no fermentos. En aquamimicry las dimensiones de los tanques suelen ser mucho más grandes que en tecnología biofloc y se utiliza la acción de un toilet tal como hemos comentado anteriormente. Los valores de pH en Aquamimicry varían entre 7.6 y 7.9 mientras que con tecnología biofloc el rango es más amplio.

En el fermento está la clave

En las regiones donde la tecnología quamimicry se originó, la producción de arroz es una actividad muy importante y como subproducto de esta actividad se genera semolina o salvado de arroz. Este producto de bajo costo es una materia prima usada tradicionalmente en alimentación de ganado. La utilización de la semolina de arroz dio el salto a la acuicultura en Tailandia pero en versión fermentada. Tanto durante la maduración del agua como en el proceso de cultivo rutinario se usan originariamente dos tipos de fermentos, de semolina de arroz y de soya. En la actualidad empresas como BIOAQUAFLOC están desarrollando nuevos fermentos de levadura, harina de coco y leguminosas entre otros y se publican en la web que lleva su mismo nombre. El fermento de cereales y leguminosas genera varios efectos importantísimos en el agua de cultivo. Primeramente supone una fuente de carbono que sirve para balancear el nitrógeno que se va acumulando en el agua. Esto se traduce en disminuir el nitrógeno amoniacal total del agua. Luego, el cereal o las leguminosas al fermentarse con bacterias (usualmente probióticas) generan ácidos orgánicos en el proceso fermentativo. Los ácidos orgánicos tienen un efecto contra agentes patógenos del agua. Asimismo, las bacterias probióticas al proliferar en el fermento aumentan enormemente en número. Al verterlas al agua o en el alimento, llegan al tracto digestivo del animal y ejercen su acción benéfica.

Otra acción sorprendente es la regulación de las explosiones de algas en el agua de cultivo. Una explosión de microalgas puede en la noche dejar concentraciones de oxígeno disuelto tan bajas que comprometa la supervivencia de los animales de cultivo. Esta la acción la ejercen mediante el vertido inevitable de enzimas en hacen durante la fermentación. Entre las enzimas que vierten las distintas bacterias fermentativas, se expulsa celulasa que rompe la pared celular de las microlagas y ayuda a su control en el tanque. Por último, el fermento de cereales y leguminosas no deja de ser un cóctel semi-digerido que contiene azúcares, vitaminas, ácidos grasos y aminoácidos entre otros nutrientes. Todos estos elementos generan una rápida proliferación de bacterias y protozoarios los cuales son el primer eslabón de la cadena de zooplacton que se desarrolla en el agua. De esta manera a los pocos días de maduración del agua con fermentos se puede observar explosiones de copépodos, mixidáceos, rotíferos o nematodos los cuales son un alimento de gran valor nutritivo para la especie que cultivemos (Romano et al 2018).
Como se puede observar los beneficios de esta tecnología son muchos, sin embargo, el conocimiento y la investigación de la misma es escasa e insuficiente. En nuestra mano está mejorar las actuales cuotas mundiales de producción acuícola y aquamimicry será un aliado indispensable para tal fin.

Importancia del DHA para el crecimiento de organismos acuáticos

La composición bioquímica del alimento vivo es importante para cualquier especie de interés acuícola, peces, camarones, ostiones, etc., ya que contiene la mayoría de los elementos nutritivos que garantizan la supervivencia y el óptimo desarrollo de las larvas y todas las etapas de desarrollo. Hay estudios que reflejan que la carencia de estos nutrientes esenciales en la dieta de peces marinos se convierte en una disminución del desarrollo visual y neural de las larvas con consecuencias fisiológicas y comportamentales, es importante mencionar que, los lípidos, en concreto los HUFA, juegan un papel muy importante en el proceso reproductivo, la ontogenia embrionaria y, en general, los primeros estadios de desarrollo larvario, por lo tanto, la alimentación de los reproductores es un elemento determinante para poder obtener puestas de calidad. En acuicultura tradicional, la principal entrada de ácidos grasos EPA y DHA, es a través de la alimentación. Comúnmente se observa una reducción del equilibrio de estos ácidos grasos en organismos de cultivo debido a la sustitución del aceite de pescado por aceites vegetales que no contienen estos AGPICL n-3, ya que resulta más económico durante la producción. Pero cabe señalar que todos los organismos alimentados con altos niveles de aceite vegetal, se caracterizan por niveles reducidos de EPA y DHA en su carne, potencialmente comprometiendo su beneficio nutricional para el consumidor humano. Sin embargo, las nuevas tecnologías acuícolas simbióticas que se llevan desarrollando desde hace años por grupos tecnológicos como BAF, demuestran el alto contenido de estos ácidos grasos esenciales en el agua de cultivo mediante técnicas simbióticas y sin depender del aceite o harina de pescado (www.bioaquafloc.com).

Nuevas tecnologías acuícolas en implementación de AGPICL

El éxito de la acuicultura moderna se basa en la adecuada gestión de la biología de las especies cultivadas. Tanto en las fases tempranas de los cultivos como en el engorde industrial es de vital importancia la introducción de innovaciones tecnológicas y el desarrollo de alimentos específicos. Por ello las recientes investigaciones han desarrollado e implementado con éxito gran variedad de técnicas en la cría de alimento vivo muy rico en EPA y DHA principalmente. Esto conlleva el mejoramiento del estatus nutricional de los organismos y garantiza la supervivencia y el óptimo desarrollo en un cultivo acuícola.
En la práctica, la acuicultura ha desarrollado el cultivo de algunas especies de fitoplancton y de zooplancton como los rotíferos (Branchionus) y de crustáceos como la artemia (Branquiópodo anostráceo) en sus diferentes estadios de desarrollo como alimento vivo. Aun siendo microrganismos que por si generan DHA y EPA, al ser cultivados en “agua clara” pueden presentar niveles bajos de estos ácidos . Por ello se ha ido mejorando su composición bioquímica, enriqueciendo los cultivos por medio de emulsiones el medio de cultivo para su aplicación en la alimentación de cualquier especie con importancia acuícola.
Las emulsiones se formulan a base de aceites de pescado ricos en HUFA (ácidos grasos altamente insaturados) como el DHA y el EPA, los cuales son de suma interés, así como otros componentes como ésteres etílicos de DHA, vitaminas, emulgentes, etc., no menos importantes.
El Instituto de Agroquímica y Tecnología de los Alimentos (IATA-CSIC, Valencia, España) en colaboración con Archivel Technologies S.L. han desarrollado una nueva tecnología en una emulsión lipídica rica en DHA formulada a partir de un aceite sintético (DHA-Algatrium) con un contenido en DHA del 70% del total de ácidos grasos llamada M70.

Acuicultura simbiótica, DHA y EPA

Haremos una breve síntesis del rol que juega estos ácidos grasos esenciales en el crecimiento de los organismos acuáticos y cómo han sido suministrados hasta ahora en la actividad acuícola tradicional. El EPA y DHA son imprescindibles para el crecimiento de los organismos acuáticos. Hasta tal punto que sin ello no es viable su cultivo. Que los organismos acuáticos que cultivamos puedan generarlos en su interior es una buena noticia pero la generación de EPA y DHA, sobre todo en organismos marinos es muy pequeña por lo que tienen que ingerirlos para crecer. En el caso del DHA es un ácido graso prácticamente y exclusivamente de origen marino. Hasta ahora en acuicultura tradicional solo se les entregaba por medio del alimento balanceado que contiene aceite y harina de pescado marinos. Esto ha repercutido y empeorado la sobreexplotación pesquera en todo el mundo. Sin embargo, gracias a la acuicultura simbiótica hemos descubierto la generación de DHA y EPA en grandes cantidades en los microorganismos del zooplancton y bioflóculos que existen en el agua de cultivo. Esos bioflóculos y zooplancton son ingeridos constantemente por los animales de cultivo de manera que tienen un aporte de ellos sustancial.
Esto nos ha permitido poder alimentar peces y camarones con alimentos predigeridos en base de material vegetal fermentado altamente proteico que no contienen DHA ni EPA. ¿Por qué? ¿Por qué peces y camarones en acuicultura simbiótica pueden alimentarse de un alimento como el alimento predigerdo (que no contiene DHA ni EPA) y crecer de manera espectacular?. Esto es debido porque eso peces y camarones están ingiriendo continuamente los microorganismos que abundan en el agua de acuicultura simbiótica, y han podido desarrollarse con total normalidad e incluso en muchos casos a un mayor ritmo que con alimentos balanceados ricos en harina y aceite de pescado.
Este hecho es un hito en la historia moderna de la acuicultura ya que por primera vez en la historia no se depende de pescar en los océanos para hacer harina y aceite de pescado con la que generar alimento balanceado y alimentar a la acuicultura, sino que lo generamos directamente en el agua de nuestros estanques.

Este artículo ha sido redactado en colaboración con la Biol. Nithzia Yulen Pineda Mendóza.

Bocashi es una palabra japonesa que significa materia orgánica fermentada. Se trata de una técnica milenaria empleada por los agricultores japoneses para fertilizar sus campos de arroz y hortalizas.

Debemos de retroceder al año 590 d.c. en la era Asuka, para entender los importantes avances que Japón experimentaba en su sistema agrícola, económico y político. Fue la primera vez que una mujer gobernaba en Japón, la emperatriz Suiko, el budismo llega a la cultura nipona, se crea una moneda de cobre y Japón se convierte en un Imperio propiamente dicho tras su unificación alentada por las reformas Taika. Sin embargo, los agricultores japoneses llevaban desde el periodo Yayoi Temprano desarrollando y expansionando la tecnología de creación de arrozales irrigados desde el año 300 a. C. al 250 d. C. (Fernández 2019). En aquella época a penas comenzaba a entenderse los beneficios de la fertilización asistida de los campos y su efecto positivo en la producción. Los productores de arroz generan una gran cantidad de hoja y tallos tras las cosechas que suponen un sobrante de materia orgánica incapaz de ser absorbida por la ganadería japonesa del siglo VI. No fue hasta el periodo Heian (790 d.c) cuando Japón experimentó el gran desarrollo de los fermentos con el Sake como producto estrella cuya popularidad llega hasta la actualidad. Sin embargo, otros importantes productos fermentados comenzaron a conquistar el paladar de la sociedad. Entre estos se encuentran el “natto” que es el fermento de frijol con arroz. El “tsukemono” que consiste en vegetales fermentados en nuka, o fibra de arroz. También se hizo muy popular el “hiokara” como manjar elaborado con vísceras de pescado o el famoso “miso” que es una torta de soja fermentada muy utilizada en la cocina nipona. Japón había descubierto los beneficios para la salud de los alimentos fermentados.

Elaboración del primer Bocashi

En el siglo VIII, solo la realeza, el estamento samurái y ciertos monjes ostentaban el privilegio de consumir fermentados tal como el Sake. De esta manera, los fermentos comenzaron a adquirir popularidad y ser codiciados por los estratos más bajos de la sociedad entre los que se encontraban los agricultores de arroz. Fue entonces cuando los campesinos locales encontraron un provechoso destino para la hojarasca y tallos de la planta del arroz que quedaban como desecho tras la cosecha. Así pues, los restos vegetales generados en los cultivos se introducían en huecos excavados en la tierra y tapados con madera. Luego de añadir agua y remover regularmente la materia orgánica con la canalización del calor del Sol y las levaduras del suelo comenzaba a fermentar. Esta reacción libera los nutrientes de las macromoléculas que componían los residuos vegetales. Además, el proceso fermentativo generaba ácidos orgánicos y enzimas, componentes que se han comprobado muy beneficiosos para el suelo.

Versión moderna del Bocashi

No fue hasta 1999 cuando Restrepo define “Bocashi” como un abono orgánico fermentado elaborado a partir de estiércol y otros componentes orgánicos. Asimismo, los estudios del Dr. Teruo Higa University of Ryukyusde Okinawa ayudan al desarrollo de la versión moderna del Bocashi. Para su elaboración como enmienda de suelos agrícolas, se utilizan levaduras (Saccharomyces cerevisiae), melaza, salvado de cereal triturado, estiércol y agua (Penagos, & Rodríguez, 2009). Bocashi da el salto a la acuicultura cuando, aparte de los ingredientes mencionados, se integra el alimento balanceado triturado de peces o camarones en la receta. En producción acuícola la elaboración del Bocashi ha estado relacionada con la tecnología de los microoganismos eficientes, EM por sus siglas en inglés (Effective Microorganism). El EM, (EM; International Nature Farming Research Center, PO Box 26, Atami 413-91, Japón) es un inoculante microbiano líquido que contiene hongos que incluyen levaduras y bacterias, incluidos actinomicetos, ácido láctico y bacterias fotosintéticas (Daly y Stewart 1999).

Elaboración de Bocashi para acuicultura

El bocashi elaborado para acuicultura es pues un fermento semi-sólido generado con salvado de cereal, melaza, alimento balanceado triturado, agua, levaduras y bacterias probióticas. Existen diversas recetas para su elaboración a continuación se describe una de las versiones más universales. Para elaborar 100 kg de Bocashi se mezcla 45 kg de salvado de arroz u otro cereal, 10 kg de melaza, 10 kg de alimento balanceado triturado, 35 L de agua, 20 g de levadura (Saccharomyces cerevisiae) y 10 g de bacterias probióticas (género Bacillus y bacterias acidolácticas). Tras mezclar homogéneamente los ingredientes, la masa se mantiene en un recipiente tapado donde ha de removerse diariamente durante 15 días. Si la temperatura en el lugar de fermentación es menor a 25ºC la fermentación llevará un poco más de tiempo. Tras la fermentación se aplica directo al agua y “al boleo” en una proporción de 50 kg por hectárea dos veces por ciclo durante el periodo de maduración del estanque antes de la siembra.

Beneficios del Bocashi en acuicultura

El proceso fermentativo de la materia vegetal genera la hidrólisis parcial del almidón, la celulosa, las proteínas y lípidos mediante la acción de varias enzimas entre las que están la alfa-galactosidasa A (GLA; EC 3.2.1.22) varias celulasas y proteasas entre otras. Como consecuencia del catabolismo de esas macromoléculas se liberan nutrientes llamados pre-bióticos. Asimismo, se generan ácidos orgánicos como el ácido láctico, valérico, butírico, propiónico o fórmico. Además, las bacterias probióticas beneficiosas se han multiplicado y se encuentran metabólicamente activas. De esta manera el bocashi maduro para acuicultura es un cocktail de enzimas, ácidos orgánicos, perbióticos y probióticos (bacterias beneficiosas) activos que se aportan al agua y que al llegar al piso ejercen una importante acción benéfica. Entre estas acciones se ha observado el desarrollo de una importante población de zooplancton bentónico que servirá de alimento para los organismos de cultivo. El bocashi ejerce una regulación sobre el pH del piso, volviendo menos tóxico el nitrógeno amoniacal total. La acción de bacterias probióticas tal como Bacillus subtilis degradará la materia orgánica del piso, mejorando su calidad. Los ácidos orgánicos generarán una importante acción contra agentes patógenos al disolverse en el agua del estanque. También enzimas como la celulasa generarán un importante control sobre eventos de crecimiento masivo de microalgas. Por último, el mismo bocashi puede servir como alimento predigerido para peces y camarones. Este fermento presenta un altísimo valor nutricional que a penas aún estamos empezando a descubrir.

El grupo BIOAQUAFLOC, lleva desarrollando en los últimos años, distintas mezclas y versiones de fermentos semi-sólidos de bocashi. Este grupo de innovación en acuicultura simbiótica mantiene en la actualidad un grupo de más de 150 colaboradores que prueban las nuevas versiones en la red de estanques de la que disponen en más de ocho países en todo Latinoamérica. Las técnicas simbióticas continúan aportando benéficos a la acuicultura moderna. En este caso, el bocashi se ha reinventado a sí mismo y esta vez la acuicultura es la garante de su desarrollo más tecnológico.

Acuicultura extensiva simbiótica: Cuando se habla de tecnologías simbióticas se tiene a pensar en cultivos acuícolas híper intensivos automatizados con un alto porcentaje de bioflóculos y altas densidades de siembra.

Sin embargo, no siempre es así. Fue en el otoño del 2018 cuando se comenzaron a realizar pruebas de aplicación de la tecnología simbiótica híbrida BAF (bioaquafloc) en estanques en Centroamérica con extraordinarios resultados entre los que cuenta la reducción de los costos de producción, cero recambio de agua, disminución del factor de conversión del alimento y disminución drástica de afección por enfermedades. Desde entonces, la acuicultura Aextensiva simbiótica se ha expandido en este ámbito creando una potente comunión entre cultivos más naturales extensivos y tecnología simbiótica de punta.

Limitaciones de los cultivos extensivos clásicos

Un cultivo extensivo se caracteriza principalmente por tener lugar en estanques de cierto tamaño (>1 hectárea), de tierra, sin extracción de sólidos, ni aireación. La calidad del agua depende exclusivamente de la tasa de recambio de agua que se aplique. La proliferación explosiva de microalgas en estos sistemas es persistente generando condiciones de anoxia en la madrugada. Al igual sucede durante días nublados, evento más intenso conforme menor sea la radiación solar.

El sistema extensivo se caracteriza también por generar altos costos de bombeo y recambio de agua. Están afectados recurrente por agentes patógenos (introducidos en los recambios de agua). Por último, la densidad de siembra en cultivos simbióticos es muy baja. Este hecho se ha visto acentuado en los últimos años en Centroamérica.  Esto fue debido a la afección por enfermedades y a la pésima calidad de agua. De manera que se optó por descender aún más la densidad de siembra que ya era baja 15 camarones/m², para pasar a 5 o incluso 2 camarones/m² lo cual lastra enormemente la productividad de las granjas.

Acuicultura extensiva simbiótica

Desde 2018 Bioaquafloc lleva testando cultivos extensivos donde se aplica la tecnología simbiótica para probar sus bondades. Las pruebas fueron realizadas en estanques gestionados por esta misma empresa en Lepanto y en otras fincas del Golfo de Nicoya en Puntarenas de Costa Rica y se exponen regularmente en el canal de YouTube bioaquafloc de dicha compañía. El aporte de la tecnología BAF al sistema clásico ha sido amplio y ha venido a rediseñar un sistema tradicional acuícola para convertirlo en una nueva tecnología. Las novedades de esta nueva acuicultura simbiótica extensiva se concretan en:

Maduración del agua

1º. Realización de una adecuada maduración del agua donde no se usan fertilizantes químicos sino fermentos de cereales, melaza con levadura y soya. El uso de fertilizantes químicos de sales de nitrógeno o fósforo es contraproducente e incluso peligroso. Es importante desmitificar su uso como propulsores de alimento natural. Lo único que promueven son los blooms de microalgas tan peligrosos para la viabilidad del cultivo. En cambio, la fertilización con fermentos orgánicos promueve que el sistema sea controlado por bacterias y zooplanton, dando un giro de los antiguos cultivos verdes autótrofos a cultivos beiges o color café. Estos son ahora ricos en zooplanton y bacterias probióticas, heterotóficos y donde la concentración de oxígeno disuelto es constante y suficiente durante todo el día y la noche.

Control de los parámetros de calidad de agua

2º. Realización de un exhaustivo control de los parámetros fisicoquímicos del agua. Esto es, se establece una cultura de análisis y control del agua, midiendo los parámetros de calidad de agua. Se interviene aplicando sustancias orgánicas ricas en carbono (fermentos y melaza) para corregir la posible acumulación de sustancias nitrogenadas. También puede aplicarse carbonato de calcio para corregir bajos niveles de pH. Los fermentos por sí solos corrigen los valores altos de pH.

Adición de fermentos orgánicos

3º. Otro aspecto que se lleva a cabo en acuicultura extensiva simbiótica es la adición regular de fermentos de cereales con probióticos y fermentos de melaza con levadura. Estos fermentos mantienen no solo la calidad de agua, sino que soportan la comunidad de microorganismos beneficiosos autótrofos que alimentan de manera natural a peces y camarones.

Ventajas de la acuicultura extensiva simbiótica

Tras años de experimentación en campo esta nueva tecnología en extensivo se han obtenido importantes avances que pueden ser ejemplificados en algunas de las fincas de Centroamérica. Puede observarse el caso de la camaronera Cerrromar. S. A. en Colorado, Costa Rica donde se ha estado aplicando acuicultura extensiva simbiótica en los últimos años: (https://www.youtube.com/watch?v=vYvXUc9gabo&t=158s).

Los principales beneficios que experimentan las fincas que aplican acuicultura extensiva simbiótica son los siguientes:

i) Cese de los recambios de agua por lo que se genera un importante ahorro en combustible fósil y disminución de la huella de carbono.

ii) Disminución de la afección por enfermedades debido a que no ingresan tantos patógenos al limitar los recambios de agua

iii) la aplicación de fermentos los cuales contienen una gran concentración de ciertas enzimas como la celulasa, evita la generación de blooms de microalgas.

iv) La generación de ácidos orgánicos de cadena corta generados en los fermentos actúa como antibióticos naturales y regulan el pH del estanque.

v) Las levaduras que se aportan en los fermentos, generan una acción inmunoestimuladora y retiran parte del nitrógeno amoniacal total de la columna de agua.

vi) Los fermentos suponen alimento predigerido que es el sostén de los microorganismos beneficiosos del estanque sirviendo de alimento a los animales de cultivo. Con ello el Factor de Conversión del Alimento se reduce cercano o por debajo de 1.

vii) Por último, la alta concentración de probióticos y bacterias como Bacillus subtilis que se multiplican en gran número en los fermentos (hasta 10¹⁴ ufc) degradan la materia orgánica de pisos y mudas de camarón. Además, tienen un efecto positivo en el tracto digestivo de peces y camarones.

viii) la densidad de camarón puede aumentar hasta 25-30 camarones/m² sin necesidad de asistir con aireación ni iextracción de sólidos.

Conclusiones del cultivo en acuicultura extensiva simbiótica

Los acuicultores que desarrollan e implementan la acuicultura extensiva simbiótica en sus fincas experimentan un drástico descenso de los costos de producción, observan un crecimiento mucho mayor de sus organismos, sin afección por enfermedades, cultivan a mayor densidad y reducen los ciclos de engorda.

La acuicultura extensiva simbiótica puede ser aplicada tanto para peces o camarones de agua dulce como marina. En camarinocultura, con Litopenaeus vannamei, se ha llegado a cuantificar cosechas de 1400 kg/ha y ciclo aplicando fermentos en acuicultura extensiva simbiótica. El cambio de modelo productivo hacia otro más sostenible, más productivo y de mayor rendimiento está al alcance de cualquier acuicultor. En bioaquafloc nos encargamos de transmitir este conocimiento en cursos y capacitaciones mensuales que están reinventando la manera de producir en acuicultura y haciéndola extraordinariamente rentable (para más información escribir al correo: bioaquafloc@gmail.com).

Por último, otras técnicas novedosas como la aplicación de tierra de diatomeas, péptidos de fabricación propia, bocashi, fermentos de cereales o generación de alimento predigerido están a la vanguardia de los avances en acuicultura. Estas nuevas técnicas y tecnologías marcan la diferencia entre la acuicultura clásica y la acuicultura simbiótica más avanzada, sostenible y rentable.

La aplicación de tierra de diatomeas en acuicultura está generando importantes beneficios. Entre ellos se cuenta con la absorción de compuestos nitrogenados, aumento de zooplancton, mejoramiento de suelos y aumento de la producción final. Sin embargo, su potencial no estaba completamente explotado. Investigadores de Bioaquafloc e Industrias Mineras S.A. desarrollaron ciertas mezclas líquidas de tierra de diatomeas y fermentos bacterianos con cereales con espectaculares resultados.

Características de la tierra de diatomeas

¿Qué es la tierra de diatomeas fosilizadas?

La tierra de diatomeas es extraída de un mineral silíceo llamado diatomita. Dicha piedra está conformada por depósitos fosilizados de microalgas diatomeas. Tras la extracción de este mineral del suelo, la diatomita se tritura. Luego se seca de manera natural y pulveriza hasta obtener un polvo beige. El cual es utilizado ampliamente en la industria agropecuaria y últimamente en acuicultura.

Sobre las diatomeas

Las diatomeas pertenecientes la clase de las Bacilonophyta son unas microalgas muy particulares. Presentan un esqueleto silíceo que las envuelve. Este esqueleto contiene átomos de sílice con una conformación espacial altamente ordenada. La diversidad de estructuras silíceas en cada especie de diatomea es altísima. Presentan esqueletos angulosos, vértices, valvas y abundantes poros.

Funciones en el ecosistema y origen de las diatomeas

Las diatomeas son además responsables de aproximadamente el 40% de la producción primaria en mares y océanos. Y de aproximadamente el 20% del oxígeno producido en nuestro planeta. Fueron muy abundantes en el Cretácico temprano. Esto generó una gran acumulación de las mismas en fondos de lagos y mares. Tras la sedimentación de las diatomeas al morir, procesos metamórficos de compactación y aumento de la temperatura generaron vetas de diatomita. Esta es la piedra que contiene estos esqueletos silíceos.

Beneficios de la tierra de diatomeas y de los fermentos simbióticos

Beneficios de la tierra de diatomeas

La tierra de diatomeas que investigadores de Bioaquafloc e Industrias Mineras están desarrollando se obtiene mediante procesos sostenibles. Siendo diatomeas fósiles únicas en el mundo debido a sus características especialmente ácidas y de porosidad. En la tabla 1 se observan las características especiales en composición y químicas de la tierra de diatomeas investigada.

Tabla 1. características especiales en composición y químicas de la tierra de diatomeas

Qué son los fermentos simbióticos

Los fermentos simbióticos de cereales se caracterizan por generar una alta concentración de bacterias y levaduras beneficiosas. Se ha llegado a medir hasta 10¹⁴ ufc/ml, una alta concentración de enzimas y ácidos orgánicos. Además, estos fermentos que BIOAQUAFLOC lleva desarrollando desde hace años están diseñados para que cualquier acuicultor pueda generarlos por su cuenta a partir de insumos fáciles de obtener en el mercado.

Beneficio de los fermentos simbióticos

Los fermentos simbióticos generan una alta gama de beneficios en el cultivo. Entre ellos encontramos la absorción de especies nitrogenadas tóxicas. Tal como amonio (NH₄⁺), amoniaco (NH₃) o nitrito (NO^2-) mediante la acción de bacterias como Bacillus subtilis y aporte de carbono al agua. También generan un control de los “blooms” de microalgas. Los cuales son perjudiciales. Los fermentos contienen una alta concentración de enzimas celulasa las cuales lisan la pared de la microalgas perjudiciales.

Más beneficios de los fermentos simbióticos

Los fermentos aportan una alta concentración de ácidos orgánicos: (ácidos valérico, láctico, fórmico, propiónico, butírico o cítrico entre otros). Estos son antagónicos de agentes patógenos tal como numerosas especies de Vibrio. Controlan el pH del estanque. También aportan una gran concentración de prebióticos (azúcares libres, péptidos y ácidos grasos esenciales). Los cuales promueven el crecimiento de una gran población de alimento natural en el estanque en forma de zooplancton. Por último, la alta concentración de bacterias probióticas generadas en los fermentos hace que el aporte regular de estas a los cultivos genere un microbioma muy particularmente beneficioso en el estanque de cultivo además de aumentar la supervivencia de peces y camarones.

Tierra de diatomeas mas fermentos simbióticos como clave para el aumento de la producción

Las bacterias beneficiosas, que se desarrollan en los fermentos (en su mayoría bacterias acidolácticas) hace que estos tengan un carácter ácido (entre 3.5 y 5.5). Sabemos que al verterlos al estanque de producción una pequeña parte de esta población bacteriana beneficiosa no resiste el pH más alto del agua del estanque acuícola con respecto al pH que había en el propio fermento. Sin embargo, las últimas investigaciones demuestran que generar fermento de cereales junto a la tierra de diatomeas, hace que las bacterias y levaduras del fermento colonicen los esqueletos de diatomeas y los usen como nanovehívulo y área de reproducción con pH bajo. Esto les permitirá generar una acción beneficiosa en el agua del estanque protegidas por estas estructuras ácidas durante un largo periodo del ciclo de producción.

La porosidad en los fósiles de diatomeas como aspecto clave

La alta porosidad y presencia de valvas en los esqueletos fosilizados de la tierra de diatomeas sirven como nano estructuras para que las bacterias beneficiosas crezcan dentro de los poros y entre las valvas. Estudios del Instituto Tecnológico de Costa Rica realizaron la medición de los poros presentados en los esqueletos obteniendo un diámetro de 247.5 a 562 nanómetros. Este diámetro favorece el crecimiento de las bacterias beneficiosas en su interior que además tendrá un carácter ácido por lo que las protegerá del pH más elevado del estanque.

Las bacterias probióticas ejercen su acción en los esqueletos de diatomeas

Las bacterias probióticas y otras como Bacillus subtilis así como levaduras del género Saccharomyces se encargarán de una retirada activa de compuestos tóxicos nitrogenados. Esto sucede tanto en la columna de agua como en el suelo del estanque. Por otra parte, estos nano vehículos colonizados con bacterias probióticas sirven como semillas de  inoculación en los distintas áreas del estanque. Los nano vehículos bacterianos son también susceptibles de ser ingeridos por peces y camarones. Cuando esto sucede ayudan en la eliminación de bacterias patógenas y virus en el tracto digestivo además de favorecer el tránsito intestinal en peces y camarones.

Los estudios previos realizados en estanques de Centroamérica, arrojan prometedores resultados donde la aplicación de esta nueva técnica simbiótica, hace que el factor de conversión del alimento y los días de cultivo se hayan reducido drásticamente a la par que experimentamos un gran aumento de la supervivencia y de la biomasa total en cosecha.

Si quiere aprender a usar estas nuevas técnicas, fermentos simbióticos, generar alimento predigerido, tierra de diatomeas simbióticas, aquamimicry entre otras, escriba a bioaquafloc@gmail.com y pregunte por nuestras capacitaciones

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La acuicultura multitrófica integrada simbiótica es una nueva tecnología acuícola la cual supone un importante avance en el desarrollo e innovación de la acuicultura moderna y viene a reafirmar la importancia y versatilidad de la acuicultura simbiótica.

¿Qué es la acuicultura multitrófica integrada, (AMTI)?

La acuicultura multitrófica integrada es conocida por sus siglas como AMTI. Ha sido usada en Asia desde hace siglos, donde policultivos de algas, camarones y peces eran cultivados de forma conjunta en bahías poco profundas (Li, 1987; Chan, 1993).

En un sistema clásico multitrófico integrado, se define una especie objetivo sobre la cual se concentra el esfuerzo en alimentación. Los residuos generados en el cultivo de la misma suponen la fuente de materia y energía. Dichos recursos son usados para el crecimiento de una segunda especie que conforma el segundo nivel trófico. Los residuos generados en el segundo nivel, sirven como alimento y/o fertilizante para el desarrollo de un tercer nivel trófico.

Particularidades de AMTI

Estos residuos están compuestos en su mayor parte por materia orgánica disuelta, suspendida o sedimentada y sustancias inorgánicas nitrogenadas y fosfatadas. Normalmente, los primeros niveles tróficos están compuestos por especies cultivadas omnívoras o carnívoras (peces ó camarones). Los niveles finales tróficos están compuestos por especies animales filtradoras (moluscos bivalvos) o especies vegetales (algas).

Beneficios de AMTI

En AMTI se ofrece un beneficio claro a los organismos cocultivados al convertir el alimento no consumido y los desechos en recursos (fertilizantes o alimentos) para el resto de organismos cultivados. A su vez, el consumo de materia orgánica y desechos supone una importante mejora de la calidad del agua. Esto beneficia a todos los organismos involucrados en el sistema.

En AMTI los niveles subsiguientes se caracterizan por retirar ciertas sustancias orgánicas e inorgánicas de desecho. Lo cual repercute en una mejora de la calidad de agua general. Por ello, AMTI puede considerarse, en parte con una cierta funcionalidad simbiótica. Sin embargo, los organismos cultivados implicados en AMTI no generan ningún otro beneficio de vuelta a los niveles anteriores.

¿Qué es la acuicultura simbiótica?

La acuicultura simbiótica se basa en incentivar relaciones mutuamente beneficiosas entre dos o más partes. En la mayoría de las tecnologías simbióticas: tecnología biofloc (BFT), tecnología aquamimicry (AQT) o tecnología bioaquafloc (BAF, tecnología híbrida entre las dos primeras), una de las partes beneficiadas está compuesta por ciertos microorganismos (bacterias, protozoarios, microalgas y zooplancton), siendo los organismos de cultivo los que conforman otra parte.

En acuicultura simbiótica los microorganismos conformantes de los bioflóculos y el zooplancton generan ciertos servicios al cultivo. Entre ellos están: i) biorremediación, ii) eliminación de agentes patógenos, iii) sirven como alimento natural y iv) aumento de la supervivencia. Los organismos de cultivo, de vuelta, aportan a los microorganismos un lugar donde proliferar y alimento. Este alimento se presenta en forma de heces, alimento no ingerido y sustancias tóxicas resultantes del metabolismo tal como amonio NH₄⁺y amoniaco NH₃. Normalmente estas sustancias no ingeridas, no digeridas y/o tóxicas se generan en altas concentraciones. Lo cual justifica en las diversas tecnologías simbióticas, el uso de sedimentadores externos o toilets acuícolas.

La acuicultura simbiótica se enfoca en usar los sólidos suspendidos como un insumo para el cultivo de otros organismos acuícolas. Estos sólidos suspendidos están conformados principalmente por bioflóculos, zooplancton, alimento no ingerido y heces (alimento no digerido o semi digerido). Tanto bioflóculos como zooptlancton presentan perfiles nutricionales de altísima calidad. Se cuenta con la presencia de ácidos grasos esenciales de gran valor nutricional. Por ejemplo: t el ácido eicosapentanoico (EPA) y ácido docosahexaenoico (DHA), (Cardona et al 2016, Crab et al 2010, Promthale el al 2019). También presentan perfiles de aminoácidos esenciales, fósforo, vitaminas y minerales esenciales para el cultivo de organismos acuáticos (Avnimelech 2015).

Nacimiento de la acuicultura multitrófica integrada simbiótica AMTIS

La acuicultura multitrófica integrada tradicional o clásica (AMTI) se caracteriza por definir niveles tróficos jerárquicos claros. Uno seguido de otro. Donde los residuos del primer nivel sirven como insumo para el nivel trófico siguiente y la repetición de este patrón. La única conexión entre niveles tróficos en AMTI es, como se comentó anteriormente, un cierto mejoramiento de la calidad del agua.

Si se aplica la tecnología simbiótica a la AMTI surge un nuevo nivel trófico especial. Este se caracteriza por no contener una especie de cultivo. Es transversal y genera beneficios a las especies cultivadas del resto de los niveles tróficos. Este nuevo nivel está compuesto microorganismos en forma de bioflóculos y zooplancton. La unión de AMTI y la tecnología simbiótica da lugar a una nueva tecnología llamada acuicultura multitrófica integrada simbiótica (AMTIS). Esta se asemeja a la acuicultura simbiótica tradicional (reducción del recambio de agua, aplicación de fuentes de carbono tales como melaza y/o fermentos, altas densidades de cultivo y ciertos incentivos) pero en condición de policultivo y limitando la extracción de sólidos.

Beneficios de la acuicultura multitrófica integrada simbiótica AMTIS

En el caso de AMTIS, todos los organismos de cultivo implicados generan un aporte de materia orgánica e inorgánica . Lo cual supone el principal sustento para bioflóculos y zooplancton. Ya no solo hay una transferencia de materia orgánica e inorgánica. Es decir (heces, alimento no ingerido, amoniaco, amonio entre otros) de un nivel a otro. Sino que existe otro nivel trófico formado por microorganismos. Se trata pues de un nivel que es central y transversal al resto de niveles tróficos y que aporta diversos beneficios. Entre estos beneficios se observa: el desplazamiento de agentes patógenos, el aumento de la densidad de cultivo, la generación de alimento natural, limitación de los recambios de agua, el aumento de la supervivencia y el mejoramiento de la calidad de agua principalmente.

Por otra parte, las bacterias conformantes de los bioflóculos en AMTIS generan moléculas orgánicas. Entre ellas están el polihidroxibutirato (PHB), ácido butírico, valérico, propiónico, fórmico, acético láctico que tienen un efecto antagónico con diversos patógenos.

La presencia de bioflóculos también genera ciertos benéficos a nivel fisiológico en la salud de los organismos (Ekasari et al 2014 y Xu y Pan 2013). Entre estos está el aumento de los hemocitos totales y de la actividad fagocítica. También se determinó un aumento en la actividad de la enzima prophenoloxidasa (proPO) que está relacionada con la defensa antioxidante. Asimismo, se genera un aumento de la actividad “explosión oxidativa” que es un mecanismo relacionado con la defensa microbiana.

La nueva AMTI simbiótica está siendo aplicada en Asia y Latinoamérica de manera exitosa principalmente con organismos animales acuáticos sin intervención de niveles tróficos fotoautotróficos (vegetales). Este es el caso de los cultivos en multinivel trófico de cultivo de tilapia (Oreochromis niloticus), camarón (Litopenaeus vannamei) y el mejillón caballo (Modiolus modiolus) en Tailandia por la empresa Venture farm Pte. Ltd.

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La acuicultura simbiótica está íntimamente relacionada con la bioseguridad de los cultivos acuícolas. La cual representa un tema capital en los procesos de producción. La mala calidad de agua y la afección por enfermedades se han identificado como los mayores causantes de baja productividad. Así como de una baja supervivencia en cultivos de todo el mundo. En este artículo expondremos los principales mecanismos que intervienen en los cultivos simbióticos para la mejora del estatus de salud de los organismos acuícolas.

De vuelta al origen con acuicultura simbiótica

En la década de los noventa, la acuicultura se caracterizaba por una fuerte dependencia de productos químicos. Se utilizaban grandes dosis de fertilizantes inorgánicos para aumentar la productividad primaria en los estanques. También productos para tratamiento de pisos y taludes contra amenazas biológicas. Y por último antibióticos entre los que se encontraban la oxitetraciclina o el florfenicol. Sin embargo, las últimas investigaciones han demostrado que las bacterias “beneficiosas” son muy importantes.

La relevancia de los procesos bacterianos y las funciones que realiza el microbioma del estanque están a penas descubriéndose. Pero lo que sí sabemos es que tienen una importancia crucial en la supervivencia y crecimiento de los organismos acuáticos. Por ello, la premisa actual es permitir que el cultivo (paredes, piso, agua y organismo) sean colonizados por bacterias beneficiosas y microorganismos del plancton. Estas se establecerán las relaciones ecológicas necesarias para impedir la acción de los agentes oportunistas patógenos.

Maduración del agua en acuicultura simbiótica

Este proceso es imprescindible en tecnología simbiótica y garante de un ambiente saludable para los organismos acuáticos. Madurar el agua del estanque significa durante un periodo de 10 a 15 días antes de sembrar, aplicar algunas sustancias tales como fermentos con probióticos. Las bacterias probióticas colonizarán todo el espacio del estanque.  Generarán un efecto conocido como “exclusión competitiva” con respecto a los agentes patógenos. Los patógenos, son microorganismos oportunistas, y es cuando no hay presencia de bacterias beneficiosas es cuando pueden ejercer su acción dañina.

Generación de polímeros bacterianos

Algunas de las bacterias que están presentes en los bioflóculos tal como Bacillus sp, Alcalígenes sp o Pseudomonas sp son capaces de generar ciertos polímeros antibactarianos. Uno de ellos es el polihidroxibutirato (PHB). Esta sustancia ejerce un marcado efecto antagónico contra ciertas especies de Vibrio sp (Avnimelech 2015 De Schryver 2008). Esto lo convierten en un gran aliado contra enfermedades. Avnimelech habla en su libro “Biofloc technology” de la importancia de este polímero y su ayuda a controlar ciertas enfermedades en peces y camarones.

Generación de ácidos orgánicos de cadena corta

Tanto las bacterias presentes en los bioflóculos bacterianos como las bacterias que se usan en la elaboración de fermentos en acuicultura simbiótica generan sustancias beneficiosas. Esto es tras un proceso de fermentación. Se trata de moléculas orgánicas tal como ácido butírico, valérico, propiónico, fórmico, acético o láctico entre otros. No solo las bacterias del grupo acidolácticas (Pediococcus sp o Lactobacillus sp) son capaces de generar estos metabolitos secundarios.  Sino otras tan importantes en acuicultura simbiótica tal como Bacillus subtilis.

Estos ácidos orgánicos son en realidad la molécula orgánica final aceptora de electrones. Esto sucede en la cadena de transporte durante el metabolismo fermentativo en puesto del oxígeno en los procesos respiratorios. Por ello, es muy importante no airear “los fermentos”. Si hubiera aireación  dejarían de serlo y no habría una producción de estos metabolitos tan interesantes. Los ácidos orgánicos de cadena corta ejercen una acción antibacteriana muy potente. Y combaten a un gran número de especies de Vibrio sp y otras bacterias patógenas (Defroit et al 2006).

Mecanismos de defensa a nivel fisiológico en acuicultura simbiótica

Ekasari et al 2014 y Xu y Pan 2013 comprobaron que el cultivo de organismos acuáticos en ambientes con biofloculos genera ciertos efectos altamente protectores de la salud. Entre ellos encontraron un incremento en los hemocitos totales de los organismos. También el aumento en la actividad fagocítica de los mismos. Se observó un aumento en la actividad de la enzima prophenoloxidasa (proPO). Esta está relacionada con la defensa antioxidante. Se genera un aumento de la actividad “explosión oxidativa” que es un mecanismo relacionado con la defensa microbiana. También se comprobó que la presencia de bioflóculos bacterianos generaba un aumento en la supervivencia a enfermedades tal como la producida por virus myonecrosis (IMNV). Estos son algunos de los efectos que actúan a nivel fisiológico pero cada año se descubren nuevos mecanismos de defensa gracias a la acción de los bioflóculos.

En tecnologías simbióticas existentes son: tecnología biofloc, tecnología aquamimicry y tecnología BAF (bioaquafloc) que es un híbrido de las dos primeras. En todas ellas se forman igualmente bioflóculos. 

Nulo recambio de agua con tecnología simbiótica

A todos estos mecanismos descritos hay que sumarle uno de los efectos más evidentes y obvios en el manejo de tecnología simbiótica y que puede que genere el efecto más potente de todos. En la tecnología simbiótica no se realizan recambios de agua. El tratamiento de la misma con fermentos y probióticos permite su mantenimiento. Además con unas características fisicoquímicas y biológicas adecuadas durante todo el tiempo de cultivo. El 90% de los patógenos que entran en los tanques de cultivo lo hacen por el agua de recambio. De manera que si se limitan o eliminan totalmente los recambios de agua se genera una disminución drástica de la entrada de patógenos al cultivo.

Bacterias probióticas y levaduras en acuicultura simbiótica

Por último, es obligado comentar el efecto que genera en los organismos de cultivo el uso de bacterias probióticas y levaduras en tecnología simbiótica. Las bacterias probióticas tienen un marcado efecto protector a nivel intestinal. El primer mecanismo que ejercen es la acidificación del medio intestinal lo cual impide el desarrollo de patógenos. También estimulan el crecimiento de la mucosa intestinal lo que refuerza esta barrera natural. Además generan una mayor área de absorción de nutrientes lo cual repercute en un beneficio obvio para el crecimiento del animal. La generación de ciertas enzimas y vitaminas se conoce como mecanismo clave en la acción probiótica de estas bacterias.

Por último, se generan una acción de restablecimiento de la flora intestinal. Esto es de suma importancia en animales poiquilotermos con tendencia a desprenderse de las bacterias intestinales. Por otra parte, existe un efecto inmunoestimulante muy importante que ejercen bacterias y levaduras. Este efecto lo desencadena ciertas moléculas presentes en la pared de bacterias (lipopolisacáridos) y levaduras (betaglucanos). Estas sustancias son reconocidas por el sistema inmune no específico de peces y crustáceos. Y el efecto es el despliegue de una respuesta inmune que protege al animal en el caso de entrada de un patógeno real.

Conclusiones del uso acuicultura simbiótica respecto de la bioseguridad

Como conclusión, sabemos que los mecanismos de defensa contra enfermedades son muchos y variados cuando en el agua del estanque hay presencia de bacterias y levaduras beneficiosas.

El grupo BIOAQUAFLOC está realizando algunos ensayos en Colombia con alevines de peces amazónicos. En breve comenzarán dos proyectos más en Perú en colaboración con algunos CITES acuícolas en la misma línea. La investigación es pues nuestra mejor arma contra las enfermedades y para la obtención de mayores grados de bioseguridad en la industria acuícola.

CITAS

Avnimelech, Y. 2015. Biolfocs Tehcnology-A practical Guide Book, 3rd Edition. The World Aquaculture Society, Baton Rouge, Louisiana. United States.

Defoirdt, T., Halet, D., Sorgeloos, P., Bossier, P., & Verstraete, W. (2006). Short-chain fatty acids protect gnotobiotic Artemia franciscana from pathogenic Vibrio campbellii. Aquaculture, 261(2), 804-808.

De Schryver, P., Crab, R., Defoirdt, T., Boon, N., & Verstraete, W. (2008). The basics of bio-flocs technology: the added value for aquaculture. Aquaculture, 277(3-4), 125-137.

Ekasari, J., Angela, D., Waluyo, S. H., Bachtiar, T., Surawidjaja, E. H., Bossier, P., & De Schryver, P. (2014). The size of biofloc determines the nutritional composition and the nitrogen recovery by aquaculture animals.Aquaculture, 426, 105-111.

Xu, W. J., & Pan, L. Q. (2013). Enhancement of immune response and antioxidant status of Litopenaeus vannamei juvenile in biofloc-based culture tanks manipulating high C/N ratio of feed input. Aquaculture, 412, 117-124.

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Bocashi es una palabra japonesa que significa materia orgánica fermentada. Se trata de una técnica milenaria empleada por los agricultores japoneses para fertilizar sus campos de arroz y hortalizas. El bocashi en acuicultura está generando un aumento significativo de la producción.

Origen del Bocashi

Debemos de retroceder al año 590 d.c. en la era Asuka, para entender los importantes avances que Japón experimentaba. Se avanzó tanto en su sistema agrícola, económico y político. Fue la primera vez que una mujer gobernaba en Japón. Fue la emperatriz Suiko, el budismo llega a la cultura nipona. Se crea una moneda de cobre y Japón se convierte en un Imperio propiamente dicho tras su unificación alentada por las reformas Taika. Sin embargo, los agricultores japoneses llevaban desde el periodo Yayoi Temprano desarrollando y expansionando la tecnología de creación de arrozales irrigados desde el año 300 a. C. al 250 d. C. (Fernández 2019).

En aquella época a penas comenzaba a entenderse los beneficios de la fertilización asistida de los campos y su efecto positivo en la producción. Los productores de arroz generan una gran cantidad de hoja y tallos tras las cosechas que suponen un sobrante de materia orgánica. Esta materia no podía ser absorbida en su totalidad por la ganadería japonesa del siglo VI.

No fue hasta el periodo Heian (790 d.c) cuando Japón experimentó el gran desarrollo de los fermentos. El mayor exponente fue el Sake como producto estrella cuya popularidad llega hasta la actualidad. Sin embargo, otros importantes productos fermentados comenzaron a conquistar el paladar de la sociedad. Entre estos se encuentran el “natto” que es el fermento de frijol con arroz. El “tsukemono” que consiste en vegetales fermentados en nuka, o fibra de arroz. También se hizo muy popular el “hiokara” como manjar elaborado con vísceras de pescado. También el famoso “miso” que es una torta de soja fermentada muy utilizada en la cocina nipona. Japón había descubierto los beneficios para la salud de los alimentos fermentados.

Elaboración del primer Bocashi

En el siglo VIII, solo la realeza, el estamento samurái y ciertos monjes ostentaban el privilegio de consumir fermentados tal como el Sake. De esta manera, los fermentos comenzaron a adquirir popularidad. Fueron codiciados por los estratos más bajos de la sociedad entre los que se encontraban los agricultores de arroz. Fue entonces cuando los campesinos locales encontraron un provechoso destino para la materia orgánica de desecho. La hojarasca y tallos de la planta del arroz que quedaban como desecho tras la cosecha.  

Así pues, los restos vegetales generados en los cultivos se introducían en huecos excavados en la tierra y se tapaban con madera. Luego de añadir agua y remover regularmente la materia orgánica con la canalización del calor del Sol y las levaduras del suelo comenzaba a fermentar. Esta reacción libera los nutrientes de las macromoléculas que componían los residuos vegetales. Además, el proceso fermentativo generaba ácidos orgánicos y enzimas, componentes que se han comprobado muy beneficiosos para el suelo.

Versión moderna del fermento japonés

No fue hasta 1999 cuando Restrepo define “Bocashi” como un abono orgánico fermentado elaborado a partir de estiércol y otros componentes orgánicos. Asimismo, los estudios del Dr. Teruo Higa University of Ryukyusde Okinawa ayudan al desarrollo de la versión moderna del Bocashi. Para su elaboración como enmienda de suelos agrícolas, se utilizan levaduras (Saccharomyces cerevisiae), melaza, salvado de cereal triturado, estiércol y agua (Penagos, & Rodríguez, 2009).

Bocashi da el salto a la acuicultura cuando, aparte de los ingredientes mencionados, se integra el alimento balanceado triturado de peces o camarones en la receta. En producción acuícola la elaboración del Bocashi ha estado relacionada con la tecnología de los microoganismos eficientes, EM por sus siglas en inglés (Effective Microorganism). El EM, (EM; International Nature Farming Research Center, PO Box 26, Atami 413-91, Japón) es un inoculante microbiano líquido que contiene hongos que incluyen levaduras y bacterias, incluidos actinomicetos, ácido láctico y bacterias fotosintéticas (Daly y Stewart 1999).

Elaboración de Bocashi para acuicultura

El bocashi elaborado para acuicultura es pues un fermento semi-sólido generado con salvado de cereal, melaza, alimento balanceado triturado, agua, levaduras y bacterias probióticas. Existen diversas recetas para su elaboración a continuación se describe una de las versiones más universales. Para elaborar 100 kg de Bocashi se mezcla 45 kg de salvado de arroz u otro cereal, 10 kg de melaza, 10 kg de alimento balanceado triturado, 35 L de agua, 20 g de levadura (Saccharomyces cerevisiae) y 10 g de bacterias probióticas (género Bacillus y bacterias acidolácticas).

Tras mezclar homogéneamente los ingredientes, la masa se mantiene en un recipiente tapado. Ahí ha de removerse diariamente durante 15 días. Si la temperatura en el lugar de fermentación es menor a 25ºC la fermentación llevará un poco más de tiempo. Tras la fermentación se aplica directo al agua. Se entrega “al boleo” en una proporción de 50 kg por hectárea dos veces por ciclo durante el periodo de maduración del estanque antes de la siembra.

Beneficios del Bocashi en acuicultura

El proceso fermentativo de la materia vegetal genera la hidrólisis parcial del almidón, la celulosa, las proteínas y lípidos. Esto es mediante la acción de varias enzimas entre las que están la alfa-galactosidasa A (GLA; EC 3.2.1.22) varias celulasas y proteasas entre otras. Como consecuencia del catabolismo de esas macromoléculas se liberan nutrientes llamados pre-bióticos. Asimismo, se generan ácidos orgánicos como el ácido láctico, valérico, butírico, propiónico o fórmico. Además, las bacterias probióticas beneficiosas se han multiplicado y se encuentran metabólicamente activas. De esta manera el bocashi maduro para acuicultura es un cocktail de enzimas, ácidos orgánicos, perbióticos y probióticos (bacterias beneficiosas) activos.

Estos se aportan al agua y al llegar al piso ejercen una importante acción benéfica. Entre estas acciones se ha observado el desarrollo de una importante población de zooplancton bentónico. El cual sirve de alimento para los organismos de cultivo. El bocashi ejerce una regulación sobre el pH del piso, volviendo menos tóxico el nitrógeno amoniacal total. La acción de bacterias probióticas tal como Bacillus subtilis degradará la materia orgánica del piso, mejorando su calidad.  Los ácidos orgánicos generarán una importante acción contra agentes patógenos al disolverse en el agua del estanque. También enzimas como la celulasa generarán un importante control sobre eventos de crecimiento masivo de microalgas. Por último, el mismo bocashi puede servir como alimento predigerido para peces y camarones. Este fermento presenta un altísimo valor nutricional que a penas aún estamos empezando a descubrir.

¿Qué se está haciendo nuevo respecto de este fermento?

Los fermentos son técnicas simbióticas que fueron introducidas por la tecnología aquamimicry y que la tecnología BIOAQUAFLOC está desarrollando con una gran proyección y éxito en la acuicultura simbiótica. El fermento de arroz o de melaza con levadura son alguno de estos ejemplos. El grupo BIOAQUAFLOC, lleva desarrollando en los últimos años, distintas mezclas y versiones de fermentos semi-sólidos de bocashi. Este grupo de innovación en acuicultura simbiótica mantiene en la actualidad un grupo de más de 150 colaboradores. Ellos son los encargados de probar las nuevas versiones en la red de estanques de la que disponen en más de ocho países en todo Latinoamérica. Las técnicas simbióticas continúan aportando benéficos a la acuicultura moderna. En este caso, el bocashi se ha reinventado a sí mismo y esta vez la acuicultura es la garante de su desarrollo más tecnológico.

CITAS

Fernández, I. M. M. (2019). ¿cuándo comenzaron a cultivar el arroz los japoneses? domesticación, difusión e implantación en la esfera de interacción del mar amarillo. Antesteria: debates de Historia Antigua, (8), 5-22.

Daly, M. J., & Stewart, D. P. C. (1999). Influence of “effective microorganisms”(EM) on vegetable production and carbon mineralization–a preliminary investigation. Journal of Sustainable Agriculture, 14(2-3), 15-25

Restrepo, J. (1999). Abonos organicos fementados: experiencias de agricultores en centroamerica y Brasil (No. 32352 caja (452)). CEDECO,.

Penagos, C. O. P., & Rodríguez, J. M. H. (2009). Situación actual de la comercialización del abono orgánico bocashi en el Sugamuxi. Cuadernos de administración, 25(42), 141-154.

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