La acuicultura tiene un inmenso potencial para apoyar la seguridad alimentaria y la sostenibilidad en el futuro. El incremento en la producción acuícola ha sido significativo pero, al ritmo actual, no será suficiente para cubrir la demanda de proteína esperada. Durante la última década, la producción aumentó alrededor del 50 %, pero el crecimiento fue solo del 2,7 % en 2020. La mayor parte de la producción se produce en los países en desarrollo, con una gran producción de sistemas extensivos y semi-intensivos. Los países de Asia (83,4% de la producción) y América Latina (16,3%) concentran la mayor parte de la producción de camarón, con base en dos especies: el camarón blanco del Pacífico ( Penaeus vannamei ) con el 83% de la producción, y el langostino tigre ( Penaeus monodon) con un 12%. India y Ecuador han aumentado significativamente sus rendimientos de camarones, y este último aumentó la producción aproximadamente en un 100 % en una década, alcanzando más de 1 millón de toneladas en 2021, valoradas por el Banco Central de Ecuador en USD 5300 millones. La producción semi-intensiva en Ecuador todavía produce un promedio de alrededor de 1250 kg/ha/ciclo, pero los productores ahora pueden operar de manera consistente 3 ciclos/año y están trabajando para implementar las mejores prácticas acuícolas en la industria. A pesar de eso, será difícil lograr mayores aumentos en la producción con el sistema actual, ya que el espacio es limitado y no son deseables mayores impactos en el medio ambiente por parte de los sistemas semi-intensivos. El desafío de aumentar la producción, mejorar la nutrición y la seguridad alimentaria mientras se reducen los requisitos de espacio y el impacto en el medio ambiente requiere sistemas de producción mejorados, controlados, más resistentes e intensivos.

A medida que aumenta la producción acuícola, más especies entrarán en el estado de productos básicos y el precio de estos productos disminuirá, lo que requerirá mayores eficiencias de costos para que tales negocios sobrevivan económicamente, incluidas cadenas de suministro y procesamiento eficientes. En el caso del camarón, en 1987 la producción fue de 250.000 mil toneladas anuales, provenientes en su mayoría de granjas extensivas y semi-intensivas. A medida que nos acercamos a la marca de los 7 millones de toneladas, la producción proviene principalmente de sistemas más intensivos. Se pueden producir rendimientos de más de 40 toneladas/ha/ciclo en sistemas RAS, con resultados de producción experimental publicados de más de 100 toneladas/ha/ciclo que muestran las posibilidades de super intensificación. No obstante, quedan desafíos importantes. En los últimos veinte años, la industria camaronera ha avanzado y superado varios problemas. Los resultados de encuestas de las partes interesadas de la industria muestran que las enfermedades, los costos de producción, el acceso a reproductores libres de enfermedades, la calidad de las semillas, las barreras comerciales y los precios del mercado son las razones principales para el cambio hacia la intensificación como una forma de afirmar el control a lo largo de la cadena de valor.

Definimos el sistema superintensivo para camarón blanco, P. vannamei, como aquel que utiliza estanques revestidos, raceways o tanques para densidades de población de más de 150 camarones por m² durante el crecimiento y aplica un nivel significativo de tecnología. Además, definimos un sistema eficaz como aquel que maximiza la productividad de la energía gastada sin dañar el medio ambiente y minimiza la utilización de agua, normalmente menos de 250 L/kg de producción, lo que solo es posible sin recambio de agua y debería producir más de 1200 kilos de camarones/kW de energía. Para lograrlo, la mayoría de los sistemas superintensivos utilizan precrías. Los estanques abiertos deben producir 2 o 3 cosechas al año de >30 toneladas/ha (1,2 kg/m³ ), mientras que los raceways deben producir al menos 3 cosechas al año con densidades superiores a 2,5 kg/m³, y los invernaderos deberían generar 3+ cosechas al año con una densidad de alrededor de 4,5 kg/m³. Para lograr esto de manera consistente, es esencial comprender las interacciones entre el diseño del sistema de producción, las estrategias de bioseguridad, la nutrición y la calidad de la semilla, así como el impacto del desarrollo tecnológico, el cambio climático y el cumplimiento social en la intensificación del cultivo de camarón, ya que la inversión de capital es 5 – 10 veces la del típico sistema semi-intensivo.

Biofloc es ahora la tecnología más utilizada para el cultivo intensivo de camarones. Se basa en la manipulación efectiva de microbios beneficiosos para minimizar la necesidad de intercambio de agua y propiciar la reutilización de nutrientes en el estanque que contribuye a reducir los desechos y la necesidad de requerimientos de proteínas suplementarias. Se necesita una manipulación microbiana competente para formar agregados que son clave para el funcionamiento exitoso del sistema, lo que requiere ingeniería, suministros y gestión adecuados. El biofloc ocupa un espacio significativo en la columna de agua y coloniza el intestino del camarón, limitando así los posibles nichos vacantes para el desarrollo de patógenos y proporcionando una base de nutrientes más variada, mejorando la digestibilidad, la disponibilidad de nutrientes y la ingesta. Una revisión literaria reciente describe diferentes sistemas de biofloc según sean heterótrofos, quimio autotróficos, foto autotróficos o mixotróficos. La información científica disponible para estos sistemas es limitada, particularmente en relación con la comprensión de su dinámica y las interacciones entre el ecosistema y el organismo cultivado. Si bien los sistemas comerciales intensivos de camarón en Asia han mostrado buenos resultados, aún no se ha demostrado la viabilidad económica comercial de los sistemas superintensivos. Los desafíos son tanto tecnológicos como en la cadena de valor. Todavía estamos evaluando demasiadas tecnologías diferentes, lo que diluye el esfuerzo y también ejerce presión sobre los proveedores tradicionales de la industria que deberán cumplir con las nuevas demandas de estos sistemas. Los desafíos reconocidos en los sistemas intensivos de camarón incluyen enfermedades, alimentos, uso de energía y selección genética en términos del organismo y problemas ambientales, sociales y de bienestar para los acuicultores.

Las enfermedades fueron responsables de una disminución significativa en la producción de camarones entre 2009 y 2014, cuando se perdieron alrededor de 1 millón de toneladas, principalmente en Asia y América Latina. El virus del síndrome de la mancha blanca, la enfermedad de la necrosis hepatopancreática aguda, el enterocitozoo hepatopenaei y el síndrome de las heces blancas han afectado a la industria con pérdidas económicas sustanciales, por lo que los productores buscan sistemas intensivos más controlados y con mayor bioseguridad en un esfuerzo por mitigar este riesgo. Sin embargo, algunos grandes países productores confían en sistemas semi-intensivos o intensivos donde las granjas carecen de bioseguridad. El uso indiscriminado de antibióticos ha sido un problema importante, y las enfermedades se han establecido de tal manera que las estrategias originales, como el uso de reproductores libres de patógenos específicos (SPF) utilizados para contener y mitigar enfermedades, se han vuelto menos efectivas. La presión de las enfermedades hace que estos acuicultores prefieran cada vez más la supervivencia al crecimiento. Varios grandes productores de reproductores comercializan líneas específicas como tolerantes a enfermedades. Con el tiempo, las diferencias en la supervivencia se harán más evidentes, separando los programas basados ​​en una sólida selección genética de los que se basan en la multiplicación de individuos supervivientes.

En los sistemas súper intensivos todavía se necesita información para nuevas líneas SPF, seleccionadas genéticamente para prosperar en estos sistemas. Particularmente en relación con los requisitos de nutrientes, una mejor comprensión del uso de proteínas y aminoácidos, el impacto de fuentes alternativas de proteínas y lípidos, y la interacción con microbios y microalgas en sistemas basados ​​en biofloc. Si bien la industria de piensos ha logrado avances notables para entregar un producto de alta calidad a la granja, estas dietas aún se basan en macro ingredientes disponibles, como harinas de pescado, soja, trigo y aceites vegetales, complementados con una combinación de vitaminas y minerales. Un desafío es desarrollar fuentes alternativas de proteínas en volúmenes y costos de producción que representen una alternativa factible. Los sustitutos actuales todavía representan un número limitado, fuente de alta huella de carbono, mientras que las nuevas alternativas (por ejemplo, harina de insectos) son costosas y carecen de volúmenes suficientes. Las proteínas de origen vegetal también son muy prometedoras, pero requieren una selección genética específica de líneas en las que la actividad enzimática se redirija hacia este y un mejor uso de los carbohidratos compuestos. Se debe establecer la necesidad de vitaminas y minerales en la dieta para los sistemas de agua clara de flujo continuo y se define su relevancia para los sistemas eficientes basados ​​en biofloc. Las reducciones significativas en proteínas, aminoácidos y la mezcla de vitaminas y minerales reducirán significativamente los costos. De manera, el objetivo de controlar las relaciones C:N (15:1 para sistemas foto autotróficos o quimio tróficos; 20:1 para sistemas heterótrofos) en sistemas intensivos frecuentemente conduce a un uso excesivo de fuentes de carbono que resulta en un exceso de materia orgánica en los estanques que necesita ser eliminado. Se necesita un análisis más profundo de los sistemas basados ​​en microbios para reducir estos desechos en sistemas que, irónicamente, se desarrollaron originalmente para usar y eliminar desechos. Desde una perspectiva ambiental y social, existe la necesidad de convertir esta alta carga de nutrientes, que incluye alimentos no consumidos, heces y otra materia orgánica, en biomasa microbiana, proteínas y nutrientes que se pueden usar de manera efectiva en el sistema o en sistemas de producción secundaria (como moluscos, peces o cultivares de hortalizas). Otro desafío es equilibrar el suministro de alimentos peletizados o extruidos estables en agua, de alta calidad, a la granja con la dinámica de producción, donde se debe cumplir con el comportamiento de alimentación de los camarones (es decir, manipular el alimento y seleccionar partículas específicas) y la carga de materia orgánica requerida por el sistema de biofloc, ya que los alimentos naturales aún representan una contribución significativa al consumo real de alimento

Otro tema relevante que necesita ser evaluado es la relación entre la energía total disponible y la resiliencia fisiológica de líneas seleccionadas para sistemas de producción superintensivos. Varios productores han enfatizado la necesidad de altos niveles de oxígeno disuelto (OD) para maximizar los rendimientos (>6 mg/L). La selección genética de líneas altamente adaptadas a las condiciones específicas de crianza (salinidad, temperatura, pH, densidad, tipo de alimento, etc.) es esencial. En términos de OD, la capacidad de carga de los sistemas se ve afectada por todos estos factores. Existen datos en los que una reducción de 12 h en la aireación da como resultado una reducción del 42 % en el peso final para un sistema foto heterótrofo superintensivo sin intercambio de agua, incluso cuando los niveles de OD superan constantemente los 3 mg/L. Esto se debe a un aumento del 48 % en la demanda metabólica rutinaria de los camarones en estanques de aireación limitada, lo que también resulta en un umbral más alto para que los camarones se ajusten a la saturación crítica de oxígeno. El crecimiento de los camarones es discreto y depende de la muda. Esto crea un desafío significativo durante un cultivo muy intensivo, ya que el organismo requiere una cantidad extraordinaria de energía para completar el proceso de muda y deja al animal expuesto al canibalismo, enfermedades y muerte por agotamiento, particularmente en sistemas que no pueden mantener niveles suficientes de OD., o cuyo sistema microbiano está desequilibrado en términos de bacterias potencialmente dañinas, hongos o parásitos. 

La alta fecundidad y la variabilidad genética son características importantes para la cría selectiva de especies acuáticas durante el proceso de domesticación. Para garantizar que esas postlarvas se adapten bien a las condiciones de los sistemas superintensivos, la reproducción tiene un papel importante que puede cambiar mediante la mejora genética. La mayoría de los programas comerciales de cría de camarones se basan en estructuras familiares de hermanos completos y medios que se centran en la mejora de las características de crecimiento y la tasa de supervivencia. Los organismos libres de patógenos son fundamentales durante el proceso de domesticación, ya que reducen el riesgo de desarrollar enfermedades durante la cría. Los camarones carecen de inmunidad adaptativa y dependen de respuestas inmunitarias innatas. Esto significa que la vacunación para controlar la enfermedad aún no es posible. Por otro lado, la heredabilidad de los rasgos de tolerancia a patógenos específicos en P. vannamei es de baja a moderada. Sin embargo, algunos avances en la genómica del camarón están contribuyendo a mejorar los programas de reproducción, incluido el silenciamiento génico postranscripcional o el ARN de interferencia, que regula la expresión de genes codificadores de proteínas específicas involucradas en la resistencia a los ácidos nucleicos patógenos. El tiempo de supervivencia a un desafío de enfermedad utilizando estas técnicas puede ser hasta 2,6 veces mayor que el de la selección de hermanos fenotípicos. Además de las enfermedades, los programas de selección genética a menudo consideran otras características, como la tolerancia fisiológica, la demanda metabólica de rutina reducida, la digestibilidad de nutrientes específicos y el crecimiento. La importancia relativa de cada uno de estos rasgos se basa en análisis de costo/beneficio económico para el sistema de producción específico. Para desarrollar líneas genéticas que se desempeñen bien en diferentes rasgos (p. ej., crecimiento, reproducción y tolerancia a patógenos) para diferentes sistemas de producción y condiciones ambientales, se necesita conocer la correlación entre ellos. Para los sistemas superintensivos, la información aún es limitada.

La acuicultura semi-intensiva del camarón P. vannamei en la India tiene una rentabilidad por unidad de área mucho más alta que otros tipos de agronegocios, pero implica un mayor riesgo financiero. Por otro lado, hay pocos incentivos para que los usuarios actuales de tecnologías semi-intensivas para la producción de camarón intensifiquen la producción, ya que su modelo comercial actualmente es económicamente exitoso y la mayoría de las tecnologías superintensivas no han demostrado viabilidad económica. De particular consideración es el alto gasto de capital necesario, los altos costos de producción y los precios actuales del mercado de productos básicos para el camarón en función de las cadenas de valor congeladas en lugar de la demanda de productos frescos, nunca congelados. Además, algunos cuestionan la capacidad de ofrecer un producto de camarón que cumpla con las pautas de bienestar animal. También están temas como la ablación de reproductores y el manejo de animales durante la cría superintensiva. La industria también cuestiona las ventajas de certificar operaciones si eso no se traduce en mayores precios de venta de su producto.

Es evidente que la replicación de los modelos actuales para la producción semi-intensiva de camarón será limitada. Ciertamente, países como Ecuador y China no deben esperar poder duplicar el volumen de producción utilizando los mismos sistemas culturales. La intensificación de la cría de camarones requiere que los animales cultivados tengan un estado de salud, fisiológico, metabólico y genético adecuado para prosperar en estos entornos. El desarrollo de conocimiento científico enfocado será muy relevante para lograr esto. Desde una perspectiva de sostenibilidad ambiental, los sistemas superintensivos actuales usan menos agua por kilogramo de camarón producido, reutilizan el agua, tienen una tasa de conversión de alimentos más baja y optimizan las tierras de cultivo y los recursos hídricos. También deben ser socialmente responsables, involucrarse con las comunidades locales de manera efectiva y ofrecer un producto rastreable y certificable extraído de sistemas de alta tecnología que mitiguen la huella de carbono y cumplan con las prácticas humanitarias y de bienestar.

Publicación original de libre acceso: 

Villarreal, H. and Juarez, L. (2022), Super-intensive shrimp culture: Analysis and future challenges. 

J World Aquac Soc, 53: 928-932. https://doi.org/10.1111/jwas.12929