La acuicultura ha dejado de ser solo estanques al aire libre o jaulas en mar abierto. Cada vez más, los profesionales del sector miran hacia modelos de recirculación en acuicultura como la opción más lógica para producir más, con más control y con menos impacto ambiental. Este tipo de instalaciones combina ingeniería, biología y gestión del agua para mantener a los peces en las mejores condiciones posibles, reduciendo a la vez el consumo de recursos.
Dentro de esta revolución tecnológica, los Sistemas de Recirculación Acuícola, conocidos como RAS (Recirculating Aquaculture Systems), se han convertido en la referencia. No son una moda pasajera: llevan décadas utilizándose en criaderos y centros de investigación, pero ahora están dando el salto a la producción comercial intensiva, a la acuaponía y a modelos de acuicultura multitrófica integrada, marcando el camino hacia una acuicultura mucho más sostenible.
¿Qué es un sistema de acuicultura de recirculación (RAS)?
Un sistema de recirculación en acuicultura es, en esencia, una instalación donde el agua se reutiliza de forma continua tras pasar por una serie de procesos de tratamiento físico, químico y biológico. En lugar de depender de grandes caudales de agua nueva que entran y salen sin parar, el mismo volumen se hace circular una y otra vez por los tanques de cultivo y por una unidad de depuración.
A diferencia de los estanques tradicionales, en un RAS los peces se mantienen en tanques o jaulas interiores, normalmente en naves cerradas o espacios acondicionados, donde casi todo lo que ocurre (temperatura, oxígeno, calidad del agua, iluminación, densidad de cultivo…) está bajo control del operador. El agua que sale de los tanques se limpia mediante filtros mecánicos, biofiltros y otros equipos, y se devuelve a los peces en condiciones aptas para su bienestar y crecimiento.
En estos sistemas, solo se incorpora una pequeña fracción de agua nueva para compensar pérdidas por evaporación, salpicaduras y la necesaria purga de efluentes concentrados de desechos. Así se reduce de forma drástica el consumo de agua comparado con instalaciones abiertas, lo que permite ubicar granjas incluso en lugares donde el recurso hídrico es limitado o costoso.
Conviene tener claro que los RAS no son una tecnología totalmente nueva: desde hace años se emplean en fases críticas como la producción de alevines y juveniles, tanto en agua dulce como marina, y en laboratorios de experimentación donde es fundamental minimizar las variaciones físico-químicas externas que puedan distorsionar los resultados científicos.
El papel del RAS en la acuicultura sostenible
La acuicultura está llamada a cubrir una parte creciente de la demanda mundial de pescado, pero ese crecimiento solo es viable si se apuesta por modelos eficientes en el uso del agua y del territorio. En este contexto, los sistemas RAS se han convertido en una de las alternativas más sólidas para producir de forma local, con alto control de procesos y reducida afección al medio.
Los RAS pueden utilizar hasta un 90 % menos de agua que los sistemas convencionales de flujo abierto, lo que encaja de lleno con las políticas de gestión sostenible del recurso hídrico y con marcos normativos como la Directiva Marco del Agua en Europa. Además, generan un volumen de vertidos mucho menor y estos efluentes son más fáciles de recoger, tratar e incluso valorizar.
Al mantener el cultivo en recintos cerrados o semicerrados, estos sistemas disminuyen el riesgo de escapes de especies exóticas, reducen la transmisión de enfermedades hacia el medio natural y facilitan una bioseguridad mucho más estricta. Todo ello los convierte en una pieza clave para una acuicultura más responsable y compatible con otras actividades costeras e interiores.
Por otro lado, la elevada capacidad de control sobre la calidad del agua, el manejo sanitario y la alimentación abre la puerta a modelos productivos más estables, menos dependientes de la climatología y de la calidad del agua captada. De esta forma, las empresas pueden planificar producciones constantes durante todo el año y ofrecer un suministro más regular al mercado.
Componentes principales de un sistema RAS
Un sistema de recirculación moderno se compone de varios bloques bien definidos que trabajan de forma conjunta para mantener un ambiente óptimo para los peces. Más allá de los tanques de cultivo, el corazón del RAS es la unidad de tratamiento de agua, que integra diferentes tecnologías.
En una descripción típica encontramos, en primer lugar, filtros mecánicos para la separación de sólidos, como los filtros de tambor. En estos equipos, el agua que sale de los tanques pasa a través de un cilindro recubierto de malla, donde quedan retenidas las partículas de mayor tamaño (heces, restos de pienso). El tambor se limpia periódicamente mediante boquillas de agua a presión, y la mezcla concentrada de sólidos y agua se envía a gestión o tratamiento adicional.
Tras la eliminación de sólidos gruesos, el agua llega al biofiltro, una estructura que alberga un sustrato (lecho fijo o móvil) donde se desarrollan comunidades de bacterias nitrificantes. Estas bacterias transforman el amoníaco excretado por los peces en nitrito y, posteriormente, en nitrato, menos tóxico en las concentraciones habituales de trabajo. El biofiltro es el elemento clave para que el sistema pueda reciclarse continuamente sin que el amoníaco alcance niveles peligrosos.
En muchos diseños se incluyen también depósitos desgasificadores, que favorecen la salida de dióxido de carbono y otros gases no deseados, y equipos de oxigenación que añaden oxígeno puro o aire a la columna de agua. Dependiendo de la especie y de la intensidad de cultivo, la oxigenación puede realizarse mediante columnas de contacto, conos de oxígeno u otros dispositivos que aseguren una disolución eficiente del gas.
Otro bloque habitual es la esterilización del agua, mediante radiación ultravioleta (UV) u ozono. Estos sistemas reducen la carga de bacterias y virus en el agua recirculada, lo que se traduce en menos brotes de enfermedades en lotes de alta densidad. Todo ello se complementa con bombas de recirculación autoaspirantes, intercambiadores de calor o bombas de calor para controlar la temperatura, y circuitos de tuberías que garantizan un flujo constante.
Gestión de desechos y calidad del agua en RAS
La gestión eficaz de los residuos es uno de los pilares del éxito de un RAS. Los peces generan tanto desechos sólidos (heces, restos de pienso) como disueltos (amoníaco, compuestos nitrogenados y fosforados), y ambos deben ser tratados si se quiere mantener una buena calidad de agua sin incrementar la renovación externa.
En sistemas de baja intensidad, la eliminación de sólidos podría hacerse incluso con tanques de decantación, donde se reduce la velocidad del agua y se deja que las partículas sedimenten, retirándolas manualmente. Sin embargo, esto ocupa mucho espacio y no es viable para RAS intensivos, donde la huella debe ser reducida. Por ello, se recurre a filtros de arena presurizados, filtros de tambor u otros sistemas automáticos de separación.
Para las partículas muy finas o coloides se puede utilizar un fraccionador de proteínas (skimmer), a menudo combinado con ozono. Este equipo genera burbujas muy pequeñas que arrastran hacia la superficie materia orgánica y sustancias tensoactivas, mejorando la claridad del agua y reduciendo la carga orgánica disuelta.
En el plano químico, el reto principal es el control del amoníaco y el nitrógeno. El biofiltro convierte el amoníaco en nitrato a través de la nitrificación aeróbica. Cuando las concentraciones de nitrato se vuelven demasiado altas, se puede optar por purgar una pequeña parte del agua o incorporar procesos de desnitrificación, incluyendo tecnologías de oxidación anaerobia del amoníaco (anammox), que se están probando con resultados muy prometedores.
El pH es otro parámetro delicado, porque la nitrificación consume alcalinidad y tiende a disminuir el pH. Si el sistema se acidifica en exceso, el CO2 disuelto aumenta, lo que puede resultar tóxico y reducir la disponibilidad de oxígeno para los peces. Por eso se corrige el pH mediante la adición de agentes alcalinos (como carbonato cálcico o hidróxido sódico) y mediante procesos de desgasificación del CO2, por ejemplo a través de columnas de aireación.
Aplicaciones en la cría de salmón atlántico y otras especies
Uno de los ámbitos donde los modelos de recirculación han ganado más protagonismo es la cría de salmón atlántico. Durante años los RAS se han empleado en la fase de agua dulce para alevines y smolts, permitiendo un control muy fino de la calidad del agua, la temperatura y la bioseguridad, lo que se traduce en juveniles más sanos y homogéneos.
En la actualidad se están desarrollando proyectos que buscan ampliar el uso de RAS a fases posteriores del ciclo de engorde, acercando la producción a los mercados finales y reduciendo la exposición a riesgos ambientales del mar abierto. Aunque estos sistemas exigen una inversión considerable, el alto valor del salmón hace viable económicamente esta apuesta, especialmente cuando se combina con energías renovables para reducir la factura eléctrica.
Más allá del salmón, los RAS se utilizan en el cultivo intensivo de tilapia, barramundi, trucha, dorada, lubina y otros peces marinos y de agua dulce. En especies tropicales de aguas cálidas, la posibilidad de mantener temperaturas superiores a 24 °C todo el año permite tasas de crecimiento muy elevadas, mientras que en especies de aguas frías se puede mantener el agua por debajo de 16 °C de forma estable.
En muchos países, los sistemas de recirculación se están implantando en zonas urbanas o periurbanas, aprovechando naves industriales vacías o almacenes reconvertidos en granjas de peces. Esta proximidad a los centros de consumo reduce costes logísticos, mejora la frescura del producto y facilita modelos de producción “kilómetro cero”.
Impacto ambiental y eficiencia energética
Desde la óptica ambiental, los RAS destacan por su baja demanda de agua y la reducción de vertidos. Al reciclar hasta el 99 % del volumen diario en los sistemas más avanzados, se limita de manera muy significativa el impacto sobre ríos, lagos o aguas costeras, tanto en términos de extracción como de descarga de efluentes.
Los residuos sólidos generados son más fáciles de recoger y valorizar que en sistemas extensivos. En lugar de dispersarse en grandes volúmenes de agua, pueden concentrarse en corrientes específicas (por ejemplo, el retrolavado de filtros de tambor) y enviarse a plantas de tratamiento, compostaje o incluso procesos para obtener biogás o fertilizantes.
Sin embargo, esta sostenibilidad hídrica viene acompañada de un consumo energético relevante, ya que es necesario bombear agua de manera continua, oxigenarla, calentarla o enfriarla y hacer funcionar sistemas de filtración y desinfección. Por ello, uno de los grandes desafíos es mejorar la eficiencia energética mediante diseños hidráulicos optimizados, equipos de alta eficiencia y el uso de fuentes renovables (solar, eólica, biomasa, geotermia, etc.).
El impacto ambiental global de un RAS bien diseñado puede ser muy inferior al de sistemas tradicionales si se integran estrategias de economía circular, como el aprovechamiento de lodos, la recuperación de calor residual y la combinación con acuaponía o acuicultura multitrófica integrada para cerrar aún más los ciclos de nutrientes.
Salud de los peces y densidad de cultivo
Una de las grandes ventajas de los sistemas de recirculación es la posibilidad de trabajar con altas densidades de cultivo sin comprometer necesariamente el bienestar de los peces, siempre que la calidad del agua y el manejo sean los adecuados. En estanques tradicionales, la densidad máxima suele estar limitada por la capacidad natural de renovación del agua; en RAS, esa limitación se sustituye por la capacidad del sistema de tratamiento.
Controlar el oxígeno disuelto, la temperatura, el pH, los niveles de CO2 y las concentraciones de amoníaco, nitrito y nitrato permite mantener a los peces en un entorno más estable y menos estresante que muchos sistemas abiertos. Con un oxígeno siempre en niveles óptimos y condiciones constantes, la conversión de alimento mejora, la tasa de crecimiento se incrementa y la susceptibilidad a enfermedades disminuye.
No obstante, las altas densidades también suponen un riesgo sanitario elevado si fallan los controles. Las enfermedades se propagan con rapidez y cualquier error en la gestión de la calidad del agua puede tener consecuencias graves. Por eso, muchos RAS se diseñan con múltiples módulos independientes dentro de la misma instalación, de manera que un brote patológico quede confinado y no afecte a toda la granja.
El uso de sistemas de tratamiento con luz ultravioleta u ozono contribuye a reducir la carga patógena en el agua y, combinado con protocolos estrictos de bioseguridad (limpieza de equipos, flujos de personal, manejo de lotes), permite mantener un nivel de salud muy elevado incluso en producciones intensivas.
Consideraciones económicas y expansión de los RAS
Desde el punto de vista económico, los sistemas de recirculación se caracterizan por requerir una inversión inicial alta en infraestructuras y equipos. Filtros de tambor, biofiltros, bombas, sistemas de oxigenación, desinfección y control automático suponen un coste de capital significativo en comparación con modelos extensivos o semi-intensivos.
A ello se suma un coste operativo donde la electricidad y el mantenimiento tienen un peso importante. La necesidad de personal cualificado capaz de monitorizar y manejar el sistema añade un componente de coste laboral que no todas las explotaciones están en posición de asumir, especialmente en contextos con energía cara o mano de obra escasa.
Sin embargo, estos costes se pueden compensar con creces gracias a la optimización de la producción, que se mantiene todo el año sin estacionalidad, a las menores pérdidas por enfermedades, a la mejora en la conversión del alimento y a la posibilidad de vender un producto con un mayor valor añadido (por ejemplo, asociado a ecoetiquetas que reconozcan su bajo impacto ambiental).
En mercados donde la demanda de pescado de calidad, local y sostenible es alta, la viabilidad de los RAS aumenta. Además, la integración de energías renovables puede reducir significativamente la factura energética, acortando el periodo de retorno de la inversión. No es casual que numerosos centros de investigación y empresas tecnológicas estén apostando fuerte por esta línea, desarrollando soluciones cada vez más automatizadas y eficientes.
Integración con acuaponía y sistemas circulares
Una de las evoluciones naturales de los modelos de recirculación es su combinación con el cultivo de plantas, lo que da lugar a los sistemas de acuaponía. En este caso, el amoníaco excretado por los peces se transforma en nitrato mediante la nitrificación, y las plantas utilizan estos nutrientes para su crecimiento, ayudando a eliminar el nitrógeno del agua.
En un sistema acuapónico bien diseñado, los peces fertilizan de forma efectiva a las plantas y estas depuran el agua que regresa al circuito de los tanques de cultivo. Se trata, por tanto, de un circuito casi cerrado en el que se generan muy pocos residuos y se minimizan los aportes externos, produciendo simultáneamente biomasa animal y vegetal que puede llegar al mercado.
De forma similar, la acuicultura multitrófica integrada (AMTI) propone el aprovechamiento de los residuos de una especie como recurso para otra situada en un nivel trófico diferente. Por ejemplo, un primer cultivo de peces o crustáceos cuyos desechos son aprovechados por moluscos filtradores y, posteriormente, por algas que utilizan el exceso de nutrientes disueltos.
La combinación de RAS con AMTI permite cerrar aún más los ciclos de nutrientes, reduciendo el volumen y la carga orgánica de los vertidos y generando biomasa adicional sin gasto extra de agua. Además, se ha observado que la presencia de algas y comunidades microbianas asociadas puede contribuir a disminuir ciertos riesgos patológicos en los peces, mejorando el equilibrio ecológico del sistema.
Al articular estas estrategias circulares, la acuicultura en recirculación no solo ahorra agua y territorio, sino que también mejora la calidad de los recursos hídricos utilizados y minimiza la presión sobre el medio receptor, alineándose de lleno con los principios de la economía circular y la gestión sostenible del agua.
La suma de todas estas características sitúa a los modelos de recirculación en acuicultura como una de las herramientas más potentes para compatibilizar el crecimiento del sector con la protección del recurso hídrico, el bienestar animal y la reducción del impacto ambiental. A pesar de sus exigencias técnicas y económicas, la combinación de ahorro de agua, control exhaustivo de la producción, capacidad de integración con acuaponía y sistemas multitróficos, y su flexibilidad para ubicarse cerca de los mercados hace que cada vez más proyectos miren hacia los Sistemas de Recirculación Acuícola como la base tecnológica de la acuicultura del futuro.
