Marta Castilla, investigadora de Arahal, participa en una novedosa investigación sobre el aprovechamiento de los residuos de la acuicultura

• La doctora local y sus compañeros del IFAPA “El Toruño” (Cádiz) y la Universidad de Sevilla han desarrollado por primera vez este método de ciclo cerrado para criar lubinas y lenguados y cultivar una especie vegetal (salicornia ramosissima) con sus desperdicios.
• A través de él, los acuicultores podrían aprovechar las heces y restos de alimento de la cría de peces para obtener compuestos de valor añadido para la industria gastronómica y farmacéutica, entre otras.

Cultivar salicornia rica en antioxidantes y otros compuestos beneficiosos para la salud con los residuos de la acuicultura. Ese es uno de los puntos de partida del estudio llevado a cabo por un equipo de investigación del IFAPA “El Toruño” y la Universidad de Sevilla, entre los que se encuentra la joven investigadora de Arahal Marta Castilla.

La arahalense, licenciada en Ciencias Ambientales, trabaja actualmente en la Universidad hispalense aunque ha estado durante una estancia de dos años en el Instituto Andaluz de Investigación y Formación Agraria, Pesquera, Alimentaria y de la Producción Ecológica (IFAPA) de El Puerto de Santa María (Cádiz). Antes, desde 2013, ejerció en la Universidad francesa de Nantes, donde se doctoró.

En el IFAPA, ha formado parte completamente del grupo que ha diseñado este innovador sistema pionero para cultivar esta planta. Se trata de la primera vez que se desarrolla un circuito cerrado en el que las heces y restos de alimento de la cría de lubinas y lenguados en tanques se aprovecha en otras dependencias como ‘abono’ para una planta verde y carnosa: Salicornia ramosissima.

La novedad del estudio reside en el diseño de dicho circuito cerrado donde pueden aprovecharse los nitratos, elemento potencialmente contaminante, del agua que se descarta del cultivo de peces. No obstante, con la propuesta de las investigadoras, el vertido se emplea directamente como ‘abono’ para plantas de salicornia que generan compuestos de valor añadido para la industria gastronómica y farmacéutica. “Con este sistema integrado que promueve la producción conjunta de peces y plantas se pueden aprovechar los residuos de la acuicultura y reducir el posible impacto medioambiental de los mismos”, explica a la Fundación Descubre la profesional de Arahal.  

En el artículo elaborado por esta institución sin ánimo de lucro (que forma parte del sector de las administraciones públicas y está promovida por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía), la arahalense explica que, de este modo y una vez filtrado, el vertido final se divide en sólido y líquido. El primero puede aprovecharse como fertilizante para cultivos agrícolas y, el segundo, para reintegrarse en el circuito cerrado donde se crían las lubinas y lenguados una vez que pasa por el cultivo de salicornia.

Esta planta, conocida como “espárrago de mar” y típica en la Bahía de Cádiz, se ha usado tradicionalmente en la gastronomía local y, también, era utilizada para conservar alimentos por su al contenido en sal. Por lo tanto, la consumían y comercializaban en mercados. Y es que, además de para uso culinario, en algunas áreas de Cádiz también se cultivaba de forma comercial ya que se aprovechaba su resiliencia y capacidad para prosperar en suelos salinos y en condiciones ambientales difíciles, tal como señala Alba Madero Milla, de la propia Fundación. De ahí el interés despertado en terrenos costeros.

Ayuda para manejar los vertidos y obtener mayor rendimiento económico

Aunque este tipo de residuos están regulados por las administraciones, los acuicultores deben gestionar los residuos, en ocasiones mediante la contratación de terceros. El objetivo de las investigadoras es que estos profesionales tengan un método sencillo para manejar estos vertidos y, al mismo tiempo, sacarles rendimiento económico mediante la producción de plantas altamente nutritivas y ricas en compuestos beneficiosos para la salud humana. “Hemos obtenido hasta 320 gramos de Salicornia ramosissima por metro cuadrado al día, esto es, el equivalente a una taza de leche, y casi 10 kilogramos al mes por cada tanque de este tamaño. Traducido a valor económico, podría suponer una ayuda para la gestión de los residuos”, comenta Marta.

En el artículo ‘Yield, nutrients uptake and lipid profile of the halophyte Salicornia ramosissima cultivated in two different integrated multi-trophic aquaculture systems (IMTA)’ publicado en Aquaculture, las expertas señalan que escogieron un sistema que incluyera lenguados y lubinas porque son dos especies que se crían en la Bahía de Cádiz, lugar donde se ejecutó el estudio. 

¿Cómo se diseñó el sistema?

Para diseñar el sistema, las investigadoras instalaron en el invernadero del centro el Toruño, y a escala experimental, dos sistemas, uno compuesto por dos filas de cuatro tanques de medio metro cúbico cada uno, dispuestos en línea conectados entre sí por tuberías, y por donde circulaba el agua con el vertido de los peces. El otro sistema estaba compuesto por 18 canaletas de dos metros de largo dispuestas en paralelo, similares en aspecto a las que poseen las viviendas y edificios. De este modo, probaron dos métodos que se utilizan habitualmente en hidroponía, un método de cultivo de plantas terrestres en el que no se usa ni tierra ni sustrato, sino que las raíces de las plantas se encuentran directamente en contacto con el agua y los nutrientes. 

El primero emplea unas planchas de poliestireno, un tipo de plástico, que cubren la superficie del tanque, como si fuera una red con pequeños agujeros donde se introducen las raíces de las plantas. Según las expertas, este método es barato y permite un alto crecimiento de la planta. “Además, deja mucho espacio a la raíz y esto aumenta significativamente la calidad del vertido de los peces, dado que consumen más nitratos y al siguiente tanque llega agua más limpia. El inconveniente que presentan es que ocupan mucho espacio”, indica Marta Castilla.

En el segundo método, las canaletas poseen pequeños agujeros para introducir las raíces de las plantas. Las expertas indican que ocupan menos espacio que el primer método y también tienen un bajo coste. Sin embargo, es más adecuado para granjas intensivas y, al ocupar las plantas un espacio reducido, las raíces pueden saturar las canaletas con frecuencia. 

Las investigadoras indican que el sistema de tanques conectados fue significativamente más productivo que el sistema de canaletas, y además presentó un gradiente de crecimiento. Esto quiere decir que las plantas situadas en el primer tanque reciben más nutrientes que las del segundo, tercero y el cuarto, por tanto, su perfil bioquímico cambia en relación al estrés de no recibir suficiente alimento. “Mientras que las plantas del primer tanque están bien alimentadas, las del último tienen que poner en marcha mecanismos biológicos para suplir la falta de nutrientes, y esto hace que al final del proceso las plantas presenten ciertos compuestos beneficiosos en mayor o menor proporción. Por ejemplo, las plantas sometidas a estrés nutricional presentan más Omega 3 o más glucolípidos, relacionados con la actividad antioxidante, antitumoral o antiinflamatoria”, detalla Marta Castilla.

Plantas ricas en compuestos beneficiosos

Marta y sus compañeras añaden que también influye el momento de su ciclo vital, dado que las plantas más jóvenes presentan mayores niveles de Omega 3 y otros compuestos como los fosfolípidos o los esteroles, responsables de reducir el “colesterol malo”, y las plantas en una fase más avanzada de su ciclo van a presentar mayores niveles de Omega 6, por ejemplo. “Esto nos permite ‘jugar’ con las condiciones del cultivo en función del tipo de moléculas que nos interese más”, explica Marta Castilla. 

El siguiente paso de las investigadoras del grupo de Acuicultura Sostenible del IFAPA se centra en cultivar salicornia con vertidos de distintos sistemas de producción acuícola. Según el tipo de granja de peces, los vertidos pueden ser más o menos ricos en nitratos o en amonios (otra fuente de nitrógeno, tóxica para los peces). Las expertas quieren comprobar con esto si el cultivo de Salicornia ramosissima puede adaptarse a todo tipo de granjas de peces en tierra, basándose en aquellas presentes actualmente en la Bahía de Cádiz. Por otro lado, también estudian la posibilidad de alargar el ciclo de vida de esta planta o de retrasar su floración para aumentar su productividad y permitir a las granjas cosechar durante una mayor parte del año.  

Este trabajo ha sido financiado por la Consejería de Universidades, Investigación e Innovación y el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades bajo el programa Next Generation EU. Además, ha recibido apoyo del Fondo Europeo Marítimo, de Pesca y Acuicultura (EMFF) bajo el proyecto ‘Ecointensificación de la acuicultura mediante tecnologías innovadoras’.