Buenas Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling
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Buenas Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling www.crabproject.com Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 1 CRAB – Investigación Colectiva en Acuicultura y Biofouling – recibe soporte financiero de la Comisión de las Comunidades Europeas, programa específico RTD “Investigación Colectiva” bajo contrato COLL-CT-2003-500536. No refleja necesariamente sus opiniones y no anticipa de ninguna manera la futura política de la comisión en este área. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 2 Tabla de Contenidos 1 1.1 1.2 1.3 1.4 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Acerca de CRAB ...................................................................................................................4 El problema del Biofouling ..............................................................................................................4 Investigación Colectiva Europea .....................................................................................................5 Estrategias de valoración ................................................................................................................5 Este documento ..............................................................................................................................6 Especies del Biofouling en Acuacultura Europea – Estacionalidad y Predictibilidad..................7 Un estudio básico pan-europeo......................................................................................................7 Un protocolo estándar ....................................................................................................................7 Principales especies y grupos del biofouling.................................................................................10 Peso del biofouling........................................................................................................................10 Especies Dominantes ....................................................................................................................12 Cambios de especies con el transcurso del tiempo ......................................................................13 Impacto de la temperatura, salinidad y turbidez..........................................................................15 Asentamiento y fouling a corto plazo ...........................................................................................16 2.8.1 Centro y Sur de Noruega ...............................................................................................16 2.8.2 Escocia Oeste.................................................................................................................17 2.8.3 Irlanda Sur-oeste ...........................................................................................................17 2.8.4 Este de España...............................................................................................................18 2.8.5 Sur de Portugal ..............................................................................................................19 2.8.6 Islas Canarias .................................................................................................................19 Estrategias del Biofouling....................................................................................................20 Estrategias antifouling: descripción general .................................................................................20 Prácticas de limpieza.....................................................................................................................22 3.2.1 Limpieza de los moluscos ..............................................................................................22 3.2.2 Limpieza de las infraestructuras....................................................................................25 Cubiertas antifouling.....................................................................................................................31 3.3.1 Cubiertas de redes con biocidas....................................................................................31 3.3.2 Desarrollo de nuevas cubiertas .....................................................................................33 3.3.3 Materiales nuevos .........................................................................................................40 Controles biológicos......................................................................................................................41 Otras estrategias antifouling.........................................................................................................44 3.5.1 Tecnologías en base a enzimas para la remoción de fouling sobre moluscos ..............44 3.5.2 Color ..............................................................................................................................45 3.5.3 Antifouling electroquímico............................................................................................46 Conocimiento combinado de factores biológicos y estrategias alternativas................................47 4 Estrategias prometedoras y posibles iniciativas a futuro ......................................................50 5 Empresas asociadas a CRAB ................................................................................................53 6 Anexo I – Criterios de rendimiento de CRAB para estrategias antifouling ..............................54 7 Anexo II – Protocolo de CRAB para medir el antifouling.......................................................58 Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 3 1 Acerca de CRAB 1.1 El problema del Biofouling El sector antifouling ha emprendido en los recientes años una gran investigación en la búsqueda de alternativas sostenibles a las actuales estrategias de antifouling más tóxicas. Virtualmente, ninguna de estas investigaciones ha considerado las necesidades específicas y los temas relacionados con la acuicultura. Una revisión a proyectos de investigación basados en EC, reveló que de 130 proyectos solo 2 destacaban las necesidades del sector de la acuicultura y al menos uno de éstos (BRITE_EURAM BRPRCT-960159) estaba ante todo enfocado a la industria del transporte marítimo. Existen estrategias prometedoras, y un gran conocimiento con respecto al manejo del problema del fouling en otras industrias, sin embargo, hay una clara necesidad de utilizar Figura 1 – Mejillones con Biofouling estas bases para desarrollar innovadoras y sostenibles aproximaciones a la solución de los problemas en la industria europea de la acuicultura. El biofouling es un complejo y recurrente problema en todos los sectores de la acuicultura europea. Las áreas problemáticas incluyen biofouling en INFRAESTRUCTURAS (estructuras sumergidas tales como jaulas, redes y contenedores; o equipamiento tales como cañerías, bombas, filtros y tanques colectores) y en las ESPECIES DE CULTIVO (mejillones, vieiras, ostras, etc). En los próximos 10 años la opción y disponibilidad de biocidas para el uso como anti-fouling será considerablemente más restrictivo dentro de Europa debido a la aplicación de la Directiva de Productos Biocidas EC 98/8/EC http://ec.europa.eu/environment/biocides/index.htm. Figura 2 – Cuerda y boya con biofouling Esta directiva apunta a armonizar el Mercado europeo para productos con biocidas y sustancias activas. Al mismo tiempo apunta a proporcionar un gran nivel de protección para humanos, animales y el medio ambiente. La directiva fue publicada en 1998 y la implementación por parte de los Estados Socios se esperaba para mayo del 2000. Un Mejor conocimiento dentro del sector de la acuicultura, permitirá a los piscicultores informarse de las opciones y buscar alternativas sostenibles para los tóxicos actuales, que pueden causar problemas de contaminación y ser dañinos para la salud humana. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 4 1.2 Investigación Colectiva Europea La investigación colectiva es una nueva herramienta dentro del programa EC 6o Programa Marco de Investigación y Desarrollo Tecnológico. Dentro de cada proyecto, los actores IED llevan a cabo trabajos para asociaciones industriales y agrupaciones representantes de PYMES a fin de mejorar la competitividad de grandes comunidades de PYMES y sectores intensivos de PYMES. Las amplias iniciativas Europeas, apuntan a proyectos tales como: Reforzar las bases tecnológicas de los sectores; Desarrollar “herramientas tecnológicas”, tales como métodos de diagnóstico, equipamiento de seguridad, etc. Encontrar soluciones a retos comunes tales como completar criterios de rendimiento medio ambiental, determinar requerimientos reguladores, conseguir estándares de seguridad en el área de trabajo; y Llevar a cabo una investigación pre-normativa para ayudar a establecer normas y estándares europeos. Más información disponible en http://PYME.cordis.lu/collective/infobrochure.cfm . 1.3 Estrategias de valoración CRAB (Investigación Colectiva en Acuicultura y Biofouling), es una iniciativa paneuropea que está desarrollando estrategias efectivas de manejo del biofouling para la industria de la acuicultura. CRAB está revisando las actuales técnicas y tecnologías de control de fouling con una mirada en la selección y optimización de estrategias convenientes para combatir el biofouling en acuicultura. Estos incluyen, control biológico (usando pastoreadores naturales); nuevos materiales tales como revestimientos no-tóxicos de antifouling; métodos eléctricos (generando biocidas (CI-) o cambios de pH), nuevas técnicas de manejo de moluscos y técnicas de inmersión. La iniciativa CRAB, está dividida en diferentes paquetes de trabajo que tratan los tres principales pilares del objetivo general. Estos son: 1. Definir el problema del biofouling para la industria en claros términos económicos y científicos . 2. Identificar y desarrollar nuevos y prometedores acercamientos al antifouling. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 5 3. Proporcionar a la industria las mejores soluciones prácticas basadas en tecnologías y conocimientos técnicos actualmente disponibles. Los paquetes de trabajo incluyen la valoración de requerimientos y selección de estrategias; el desarrollo y Figura 3 – Red de Nylon con hidroides modificación de tecnologías; pruebas de laboratorio; ensayos en los cultivos; valoración de riesgo ambiental y económico; difusión de pautas de control de fouling y su presentación en acontecimientos locales de entrenamiento en varios países representados en el consorcio CRAB (y listados al final de este documento). 1.4 Este documento El propósito de este documento, es reunir los descubrimientos de CRAB bajo las principales áreas de actividad, y desarrollar las mejores pautas prácticas para el sector europeo de la acuicultura. No existe una solución “que se ajuste a todos” para el biofouling y esto implica que la naturaleza de las pautas es general. Este documento, presenta una revisión general del problema del biofouling en Europa y una valoración de las tecnologías y estrategias que se pueden emplear para combatirlo. CRAB ha testeado la eficacia de muchos productos y estrategias en las diferentes aguas de Europa. CRAB, sólo hace referencia y mención a los tipos de productos más que al nombre comercial de éstos y la información es proporcionada en la valoración general que se ha hecho de esos distintos tipos de producto o estrategia. Créditos fotográficos La mayoría de las fotos en éste documento, y los diagramas y gráficos en la sección 2 han sido proveídos por miembros del consorcio CRAB y son propiedad de CRAB. Donde se utilizan otras fotos, su fuente se acredita en los subtítulos relevantes de la foto. Peticiones para el uso de información o imágenes utilizadas en este documento, deberán ser dirigidas al coordinador CRAB – TNO peter.willemsen@tno.nl Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 6 2 Especies del Biofouling en Acuacultura Europea – Estacionalidad y Predictibilidad 2.1 Un estudio básico pan-europeo Desde febrero del 2005 a abril del 2007, los socios participantes en el proyecto CRAB verificaron el biofouling en sitios de producción de peces y moluscos en Europa. El objetivo principal de este “estudio del nivel base” es generar la primera descripción del problema del biofouling europeo, en términos de la diferencia en las comunidades de biofouling que afectan a productores de la acuicultura en diversos lugares, así como sus cambios en el transcurso del tiempo. Figura 4 – Vista general de los lugares donde se realizo la línea base del biofouling Dado el objetivo mencionado anteriormente, la base permitiría a los productores sincronizar estrategias (especialmente estrategias de limpieza) con acontecimientos a corto plazo (asentamientos), pero también según el peso acumulado del biofouling y especies dominantes, para maximizar la planificación y eficacia de la estrategia antifouling. 2.2 Un protocolo estándar Los materiales de los lugares producción (redes, jaulas, boyas, contenedores, etc.) utilizan una amplia gama de materiales (plásticos, metales, etc.), los cuales se ven afectados por el biofouling de distintas maneras. Para producir resultados que fueran comparables, se diseñó un protocolo estándar, basado en el uso de paneles de PVC idénticos de 20x20cm, verticalmente unidos a monturas de plástico, y sumergidos a 2m en cada sitio. Cada mes fueron tomadas fotografías estandarizadas de los paneles y el fouling fue pesado periódicamente. Posteriormente fueron enviadas muestras para su análisis a la Universidad de Newcastle (Inglaterra). También fueron tomadas medidas de temperatura, salinidad y turbidez. Los paneles fueron estudiados y las especies de fouling identificadas y pesadas. Las fotografías fueron estudiadas usando un análisis de imagen digital. Estudios a cortos plazo revelaron el establecimiento o reclutamiento de especies, y el estudio a largo plazo mostró su desarrollo (sucesión de las distintas especies de fouling) a lo largo del tiempo. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 7 Figura5 – Preparando los paneles CRAB en una granja de mejillones irlandesa Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 8 Tabla1 – Resumen de los lugares utilizados para el desarrollo del estudio base Nombre de Socio NORTE SUR Localidad Descripción Principal especie producida VALAKVA Noruega Centro Sitio: Fiordo semiexpuesto, jaulas Salmón BOEMLO Noruega Sur Sitio: Fiordo extremadamente protegido, líneas, bandejas Ostras LAKELAND Escocia Oeste Sitio semi-expuesto, jaulas Salmón CURRY Irlanda Sur-Oeste Sitio de bahía baja semiexpuesto, jaulas Salmónidos FASTNET Irlanda Sur-Oeste Sitio de bahía baja protegido, cultivos colgantes Mejillones JAMES NEWMAN Irlanda Sur-Oeste Sitio de bahía baja semiexpuesto, long-lines, contenedores Vieiras MARSAN España Este Expuesto, long-lines, contenedores Ostras VIVEIROS QUINTA FORMOSA Portugal Sur Cultivos en contenedores intermareales Ostras SAGRES Portugal Sur Long-line y balsas extremadamente expuestas Ostras ADSA Islas Canarias Sitio expuesto con jaulas Lubinas Doradas Como puede verse en la tabla 1, los sitios son bastante representativos de la variabilidad observada dentro de la acuicultura marina europea. Las localidades de los sitios han sido nombradas para diferenciarlas por zonas geográficas. Se proporcionan algunas indicaciones del tipo de sitio (expuesto, protegido; fiordo, bahía costera, etc.) De los 2 sitios al sur de Portugal, situados en Algarbe, Viveiros & Quinta Formosa son inter-mareales, mientras que Sagres está continuamente sumergido. Se indican también las principales especies producidas. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 9 2.3 Principales especies y grupos del biofouling Todas las especies del biofouling identificadas durante el estudio fueron clasificadas en seis grupos principales, como se muestra abajo. Otros grupos fueron encontrados, incluyendo también especies móviles como estrellas de mar y erizos de mar, pero los anteriormente indicados aún representan las principales agrupaciones de especies. Estas son utilizadas como leyenda en los gráficos que aparecen en la sección que trata de fouling a corto plazo y asentamientos. Nótese que los resultados están basados en 2 años de muestreos. Las fluctuaciones anuales y mensuales son altamente probables y deberían ser determinadas incluso en experimentos a largo plazo. Las principales especies están representadas en documentos del biofouling CRAB, en donde se documenta mayor información sobre su presencia y biología natural. 2.4 Peso del biofouling Mientras el área de superficie cubierta por el fouling es importante para la producción en acuicultura, en términos de la reducción del flujo del agua a través de redes y contenedores, el peso de los organismos y de las comunidades de fouling es por supuesto el principal factor contribuyente al impacto total del biofouling sobre la producción y especialmente en el material y equipamiento. • En VAL AKVA (Noruega-Centro), el peso incrementa a su máximo en otoño de cada año, bajando al mínimo avanzado el invierno. Sin embargo, cada mes la acumulación de peso fue más bien errática. En BOEMLO (Noruega Sur) el peso del fouling alcanzó el pico en junio y julio de cada año, y el mínimo en otoño e invierno. En LAKELAND (Escocia Oeste) el peso aumentó constantemente hasta avanzada la primavera del 2006, y luego disminuyó hasta que un vendaval en otoño removió la mayoría del fouling de los paneles. • En los sitios del Sur-Este de Escocia, el peso se incrementó consistentemente en CURRY con dos disminuciones en marzo y agosto 2006. En FASTNET el peso aumentó todos los años hasta Octubre/Noviembre seguido de medio año sin cambios y luego nuevamente aumentó. En JAMES NEWMAN, el peso se incrementó constantemente con solo una disminución en junio del 2006. Desde Octubre del 2006, el peso no mostró más incrementos. • En MARSAN (Este de España), los aumentos y disminuciones de peso no siguen ningún patrón, pudiendo ser el pastoreo intensivo la causa de ello. En VIVEIROS & QUINTA FORMOSA (Sur de Portugal, inter-mareales), el peso aumenta constantemente. En SAGRES (Sur de Portugal, sub-mareales), el peso aumentó hasta octubre del 2005 teniendo luego una rápida disminución. Hasta junio del 2006, hubo un leve aumento seguido por otra Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 10 disminución y el balance es bastante errático desde entonces. El peso acumulado fue mayor en primavera y verano, y más bajo en otoño. • En ADSA (Islas Canarias), el peso se incrementó hasta marzo y luego disminuyó lentamente. El peso del fouling, fue debido principalmente al mejillón azul Mytilus Edulis, la Ascidea Ciona intestinalis y especies de algas en los sitios del norte de Noruega, Escocia e Irlanda. En los sitios meridionales de España y Portugal el peso fue principalmente debido a anfípodos tubícolas, poliquetos, y algas. Sin embargo, aquí el peso no es un tema, en comparación con el norte de Europa. Estos dos gráficos, muestran la gran variabilidad en el peso húmedo del biofouling medido en los paneles de CRAB alrededor de Europa. ¡El gráfico de la izquierda (James Newman, SurOeste de Irlanda), tiene un constante incremento alcanzando un pico de más de 4,5Kg de peso húmedo en los paneles de 20x20cm después de 25 meses! Esto se compara con el desarrollo más variable y “mayor” del peso húmedo observado a continuación (Sagres, Sur de Portugal), donde el peso húmedo oscila alrededor de los 20-30gr., con un pico inicial de 45gr. Por supuesto, las principales especies son la base para esta variabilidad. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 11 2.5 Especies Dominantes La siguiente tabla muestra un resumen de las principales especies de biofouling para cada sitio CRAB, por localidad de norte a sur. Tabla2 – resumen de las principales especies de biofouling para cada sitio CRAB Nombre de Socio NORTE Localidad Especie dominante de fouling VAL AKVA Noruega Centro BOEMLO Noruega Sur alga Ectocarpus sp. briozoo Watersipora sp. LAKELAND Escocia Oeste Ascidea C. intestinalis Mejillón azul M. edulis Alga Laminaria sp. Algas, Alaria esculenta y Laminaria sp. Ascidea Ciona intestinalis Mejillón azul Mytilus edulis. CURRY Irlanda Sur-Oeste FASTNET Irlanda Sur-Oeste JAMES NEWMAN Irlanda Sur-Oeste MARSAN España Este Anfípodos tubícolas y poliquetos QUINTA FORMOSA Portugal Sur Cirrípedos Balanus amphitrite, Elminius modestus Algas de costra, coralinas Ostras Anfípodos tubícolas y poliquetos SAGRES Portugal Sur Anfípodos tubícolas y poliquetos Enteromorpha sp. y otras algas Serpúlidos Pomatoceros sp. Cirrípedos Balanus perforatus ADSA Islas Canarias Anfípodos tubícolas y poliquetos Ascidea solitaria Pyura sp Ascidias coloniales Esponjas SUR Mejillón azul Mytilus spp. Las comunidades de fouling en los diferentes lugares fueron diferentes para la mayor parte de los meses y para cada sitio. Las comunidades de fouling en los diferentes sitios parecen formar dos regiones principales: una región al norte y otra al sur. La división queda entre Irlanda y España. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 12 La región del sur, está generalmente dominada por anfípodos tubícolas y poliquetos, mientras que la del norte es más diversa y la denominación no se puede ligar a una sola especie. De hecho, las especies dominantes en la región norte son: mejillón azul M. edulis, la solitaria Ascidea C. intestinalis y especies de algas. Existen 2 sub-regiones en la región del norte. La primera, es la región irlandesa la cual está continuadamente caracterizada por mejillones azules. La segunda región, es la región noruega/escocesa que en el primer año es dominada por C. intestinalis, y luego en el segundo año combina la dominancia con la región irlandesa. Hay excepciones en ambas regiones. En la región del norte, BOEMLO presenta un patrón muy distinto al de otros sitios dominado principalmente por el alga parda Ectocarpus sp. y los briozoos Watersipora sp. Esto se debe, probablemente a que es un lugar muy protegido y con baja salinidad (hasta 28psu). En la región meridional, VIVEIROS & QUINTA FORMOSA poseen patrones distintos de otros sitios siendo dominados por algas coralinas de costra y cirrípedos. Esto se debe a ser un sitio intermareal. Todos los otros sitios son submareales. 2.6 Cambios de especies con el transcurso del tiempo Los cambios en el transcurso del tiempo en la composición del fouling fueron medidas en términos de porcentaje de cobertura en los paneles CRAB, y la sucesión de la comunidad a largo del tiempo fue analizada usando métodos estadísticos especiales (ANOSIM y SIMPER). Algunos ejemplos de los sitios CRAB son proporcionados aquí. Noruega Centro En (VALAKVA), fueron observados cada año 3 periodos de cambios en la composición del fouling. En primavera, desde junio a Julio o mayo a junio, en otoño desde septiembre hasta octubre o desde agosto a octubre, y en invierno de noviembre a febrero. En primavera de 2005, la constitución del fouling principalmente fue Alaria Esculenta, Ectocarpus sp., algas rojas filamentosas, Cladophora sp. y cirrípedos. En el otoño la abundancia de la Ascidea Ciona intestinalis y el mejillón azul Mytilus edulis incremento. Durante el invierno, el hidroide Tubularia sp. y la Ascidea Ascidiella scabra también habían aparecido. Avanzada la primavera también fueron halladas en la comunidad de fouling Laminaria sp., algas pardas filamentosas y serpúlidos. Los Mejillones azules se incrementaron en el segundo verano e invierno, mientras que la abundancia de C. intestinalis disminuyó. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 13 En el Oeste Escocia (LAKELAND), hubo 2 periodos en los que la comunidad del fouling experimentó cambios. El primero, en el primer verano de junio a agosto con un rápido incremento en el porcentaje de cobertura de la ascidea Ciona intestinalis. El Segundo, en el verano, la cobertura de mejillones azules incrementó previamente a los daños causados por la tormenta de noviembre del 2006. En el Sur-Oeste de Irlanda (FASTNET), hubo un cambio en la comunidad del fouling durante la primavera en el 1er y 3er año, y un cambio en verano del 1er y 2o año. Desde marzo a abril del 2005 apareció Ectocarpus sp., y fue rápidamente seguido por un incremento en la cubierta de mejillones azules y la disminución en la cubierta de algas. Los cambios en el verano, desde mayo a agosto del 2005 y abril a julio del 2006 fueron debidos a la aparición y el posterior rápido aumento en cobertura de M.Edulis. En el Este de España (MARSAN), la comunidad de fouling no mostró ningún cambio importante entre estos meses. Los anfípodos tubícolas y poliquetos se convirtieron al principio en las especies dominantes de la comunidad, luego en el verano disminuyeron para regresar en otoño e invierno. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 14 En el Sur de Portugal (SAGRES), la comunidad de fouling cambió en primavera del primer y segundo año, también en el invierno del primer año y en verano y otoño del segundo año. Los cambios se debieron principalmente a la abundancia de cambios en las especies individuales. El cambio en primavera del primer año, desde abril hasta mayo, se debió al incremento de anfípodos tubícolas y poliquetos y Enteromorpha sp. En el segundo año, desde mayo a junio, el cambio fue debido nuevamente a anfípodos, pero también a serpúlidos. El cambio en invierno, desde enero a marzo, se debió a abundantes cambios de anfípodos y Enteromorpha sp., mientras que en verano, desde julio a agosto del segundo año aparecieron serpúlidos. En otoño, desde octubre a noviembre, desaparecieron los hidroides, y los anfípodos y Enteromorpha sp. cambiaron su dominancia nuevamente. 2.7 Impacto de la temperatura, salinidad y turbidez Los resultados de temperatura, salinidad y turbidez (visibilidad, e indicación de floración de algas), fueron registrados por los sitios CRAB usando un protocolo estándar sobre una mínima base mensual. Este resultado “abiótico”, fue comparado con el resultado de la comunidad del fouling biológico mediante un análisis (BIOENV) estadístico. No se ha podido encontrar para ningún sitio a lo largo del tiempo ni ninguna correlación entre el patrón de resultado biótico y el abiótico. La falta de correlación puede deberse a una “baja resolución” o una falta de réplicas de los resultados abióticos. No obstante, las comunidades localmente establecidas pueden ser más importantes en determinar el patrón del fouling. Una mejor correlación podría ser potencialmente establecida por las agencias relevantes y la utilización del modelo incorporando los resultados abióticos de “alta resolución”. En los lugares CRAB, la temperatura del agua oscilaba entre 3.77 ± 0.35 ºC en el sur de Noruega (BOEMLO) en marzo ’06 y 25.38 ± 0.64 ºC en el este de España (MARSAN) en Agosto ’06. Los aumentos y depresiones paralelas de la temperatura y la turbidez fueron observados en el sur de Portugal (SAGRES), probablemente indicando surgencia (temperaturas bajas, turbidez) y eventos de caída de productividad (temperatura alta, visibilidad alta). Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 15 2.8 Asentamiento y fouling a corto plazo El fouling a corto plazo y su asentamiento fueron valorados para cada sitio sobre una base mensual. El asentamiento, a lo largo de dos años, para la mayoría de los grupos del fouling, mejillones azules, ascideas, hidroides, algas, gusanos tubícolas y cirrípedos resultaron combinados para cada sitio. En general, el asentamiento de larvas de invertebrados ocurrió durante todo el año en España y Portugal. Mientras más al norte, más limitados eran los asentamientos para ciertas épocas del año. 2.8.1 Centro y Sur de Noruega En VAL AKVA, (Centro de Noruega, arriba a la izquierda) algas o diatomeas aparecieron todo el año, hidroides desde abril a noviembre, Tubularia sp. desde agosto a octubre, cirrípedos en abril, mayo y agosto. Las ascideas aparecieron desde junio a agosto, mejillones azules en junio, julio y octubre. Los serpúlidos aparecieron desde junio a octubre. En BOEMLO, (Sur de Noruega, arriba a la derecha) las algas o diatomeas aparecieron todo el año, hidroides desde febrero a octubre, y en diciembre. Las ascideas aparecieron desde julio a septiembre, serpúlidos en octubre. Asterias rubens (estrellas de mar) aparecieron en abril y mayo. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 16 2.8.2 Escocia Oeste En LAKELAND, (izquierda) las algas o diatomeas aparecieron todo el año. Ascideas desde enero a marzo, y en julio, agosto, octubre y noviembre. Los hidroides aparecieron en agosto, septiembre y de noviembre a enero, Tubularia sp. en agosto y septiembre. Serpúlidos aparecieron en agosto, septiembre y noviembre. 2.8.3 Irlanda Sur-oeste En CURRY, (arriba a la izquierda) las algas o diatomeas aparecieron todo el año. Las ascidias aparecieron desde abril a septiembre, y en diciembre y febrero. Hidroides aparecieron todo el año con excepción de junio y marzo, Tubularia sp. aparecieron en septiembre y diciembre. Mejillones azules, aparecieron desde mayo a julio, y en octubre. Serpúlidos aparecieron desde mayo a septiembre. En FASTNET, (arriba a la derecha) algas o diatomeas aparecieron todo el año. Las ascideas aparecieron desde marzo hasta agosto, y en diciembre y enero. Los hidroides Tubularia sp, aparecieron en marzo, y desde mayo hasta julio y octubre a enero. aparecieron en julio y octubre. Los mejillones azules, aparecieron desde mayo a agosto, y serpúlidos desde abril hasta agosto y en octubre. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 17 En JAMES NEWMAN, (derecha) las algas o diatomeas aparecieron todo el año. Las ascideas aparecieron en abril, mayo, Julio, agosto, octubre y diciembre. Serpúlidos en mayo, julio, y agosto, los mejillones azules en mayo, y desde Julio hasta octubre. Los hidroides aparecieron en mayo, julio, agosto, octubre y noviembre. 2.8.4 Este de España En MARSAN (izquierda), las algas aparecieron todo el año a excepción de julio. Los hidroides aparecieron todo el año, y en Octubre Tubularia sp. los anfípodos tubícolas, aparecieron todo el año a excepción de enero, los cirrípedos aparecieron en junio. Los mejillones azules aparecieron en mayo y junio. Con excepción de enero, febrero y septiembre, las ascideas aparecieron todo el año. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 18 2.8.5 Sur de Portugal En VIVEIROS & QUINTA FORMOSA (arriba izquierda – lugar intermareal), las algas o diatomeas aparecieron desde diciembre hasta mayo y en agosto y septiembre. Los hidroides aparecieron en febrero, mejillones azules en mayo y los cirrípedos desde diciembre hasta mayo, y en agosto y septiembre. En SAGRES (arriba derecha – el sitio continuamente sumergido), las algas aparecieron todo el año. Los hidroides, aparecieron todo el año a excepción de diciembre, serpúlidos y anfípodos tubícolas aparecieron todo el año. Cirrípedos aparecieron en abril, mayo y agosto, mejillones azules en agosto, ascideas en junio y julio. 2.8.6 Islas Canarias En ADSA (izquierda), las algas, hidroides, anfípodos tubícolas y serpúlidos aparecieron todo el año a excepción de diciembre. Tubularia sp. apareció en febrero, abril y mayo. Cirrípedos aparecieron en enero, marzo, junio, quilo y septiembre. Ascideas aparecieron en febrero, y desde abril hasta noviembre. Un completo dossier del estudio base, incluyendo descripciones detalladas de las sucesiones, ha sido producido por el Dr. S. Dürr, de la Universidad de Newcastle (Inglaterra), dentro del contrato CRAB. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 19 3 Estrategias del Biofouling El biofouling es un complejo y recurrente problema en todos los sectores de la acuicultura europea. Considerando los márgenes de bajo costo actuales y las prioridades ambientes operantes, es vital que que estas estrategias para controlar el biofouling sean de bajos coste, y métodos prácticos. Este capítulo revisa las estrategias para reducir los efectos del fouling, y está ampliamente basado en el trabajo llevado a cabo por CRAB. 3.1 Estrategias antifouling: descripción general Existen tres principios fundamentales para el antifouling: Combatir asentamiento Prevenir el desarrollo del inicial fouling Repeler o matar Remover el biofouling Inhibidores de crecimiento Limpiar, reducir las fuerzas de adhesión o superficies liberadoras de fouling Figura 6 – Los tres principios fundamentales para el antifouling. A la izquierda una larva de cirrípedo, en el centro un cirrípedo inmaduro y a la derecha un grupo de cirrípedos maduros. El sector antifouling, principalmente complementando las necesidades de la industria naval, ha emprendido hace unas décadas una intensa investigación en desarrollar estrategias de antifouling tóxicas y en un menor grado no-tóxicas. Virtualmente, ninguna de estas investigaciones ha considerado las necesidades específicas y los temas relacionados con la acuicultura. Es esencial, utilizar los conocimientos adquiridos en la industria naval como una base para desarrollar aproximaciones sostenibles para reducir el biofouling en acuicultura. En la página siguiente se resume una selección de soluciones antifouling potencialmente disponibles. Modificar y probar sobre el terreno una selección de estas estrategias, ha ayudado a determinar cual de ellas podría encontrar una mejor aplicación dentro de la industria europea de acuicultura. Para cada estrategia, CRAB ha desarrollado un criterio de resultados con el fin de probarlos a distintos niveles. Esto está ligado con una minuciosa revisión de la literatura existente y de la tecnología actualmente disponible en el mercado. Los criterios son numerosos, e incluyen eficacia de métodos de aplicación antifouling, integridad de revestimiento, durabilidad, eficiencia económica, sostenibilidad y compatibilidad con otros métodos (los detalles de estos criterios son proporcionados en el anexo 1). Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 20 Figura 7 - Las tecnologías y las estrategias para combatir biofouling en superficies sumergidas (Willemsen 2005). Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 21 3.2 Prácticas de limpieza La información de las prácticas y técnicas de limpieza que son utilizadas por la industria de la acuicultura han sido reunidas a partir de cuestionarios enviados y completados por productores Europeos de granjas de moluscos y peces. Toda la información, acerca de estas técnicas ha sido complementada con literatura científica y comercial, junto con otras investigaciones como parte del proyecto CRAB. Este proyecto, compara la eficiencia de las principales técnicas que pueden ser usadas para la limpieza de los sistemas de cultivos 3.2.1 Limpieza de los moluscos Figure 8 – Selección de la máquinaria utilizada para la limpieza de moluscos. LIMPIEZA MANUAL de moluscos (fregado y/o cepillado) De los participantes en CRAB, solo JAMES NEWMAN (Irlanda Sureste), PROMOCIONES MARSAN (Este de España), y SAGRES (Sur de Portugal) realizan limpiezas manuales de los moluscos. Generalmente, esto resulta un proceso fácil pero las conchas pueden ser fácilmente dañadas. La efectividad contra el fouling, puede se buena pero en mejillones, las ascideas y cirrípedos pueden ser problemáticos. La limpieza manual, necesita ser repetida después de 24 meses en ostras, mientras que en vieiras solo son limpiadas cuando son movidas de los contenedores a las jaulas. En estos sitios, las personas horas/año fluctúan entre 70 y 2500 (aprox. 9% del total de personas horas). El costo puede ser de 15.000eu por año (sobre el 30% de los costes totales). En algunas áreas, esta técnica ha generado un efecto negativo provocando perdidas por sobre el 10% del stock. Esta técnica, genera un daño menor y una baja mortalidad que otras estrategias, pero esta es una labor muy intensiva siendo comercialmente poco viable. La limpieza manual provoca elevados costos laborales y depende de las condiciones de salario mínimo del país de producción. LIMPIEZA MECÁNICA de moluscos La limpieza mecánica puede involucrar un tambor de lavado o cepillos mecánicos, que a menudo, forman parte de la cadena de procesamiento antes del empaquetamiento para la venta y transporte. Las pérdidas en términos de mortalidad pueden ser como mucho el 20% del peso final, lo que reduce Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 22 el valor del stock. En sistemas “long line”, puede haber mejillones con conchas finas que crecen en el fondo y éstas poseen mayor riesgo de quebrarse durante el proceso de limpieza. Las máquinas de limpieza, deben ser sometidas a un control de limpieza para stock de conchas finas. De los participantes en CRAB, BEMLO (Sur de Noruega) FASTNET (Sur-Este de Irlanda) y PROMOCIONES MARSAN (Este de España), realizan una limpieza mecánica de los moluscos. Las máquinas usadas pueden ser tambores de fabricación casera (aprox. 5.700eu, un cepillo graduado o lavados a alta presión). Las máquinas poseen una duración de 5 a 10 años. Estas máquinas, poseen una gran facilidad y un satisfactorio uso, sin embargo, las conchas pueden fácilmente ser dañadas. La efectividad de la limpieza mecánica contra el fouling es variable, algas e hidroides son fácilmente removidos mientras que cirrípedos y gusanos tubícolas no. Estos procedimientos, son necesarios repetirlos aproximadamente cada 8 semanas durante la época del fouling, justo antes de las ventas, dependiendo de la especie cultivada. El número de personas hora/año por medio de esta técnica puede ser sobre 500 (5-40% de los costes totales). Las máquinas de fabricación casera (tambores de limpieza), pueden generar efectos negativos en el stock provocando entre un 2-20% de perdidas. Los tambores de fabricación casera usados en ostras solo quiebran el borde de las conchas lo que es favorable, y por lo tanto, no es considerado pérdida. INMERSIÓN EN AGUA CALIENTE Las conchas, son limpiadas con agua caliente a 70º en SAGRES (Sur de Portugal). El equipamiento requerido para este tratamiento tiene una duración de 2 años. Esta técnica fue calificada de muy fácil uso, pero el daño a las especies es cercano al 5% de perdidas del stock. Su efectividad para remover el fouling es muy buena. Este procedimiento, es repetido siempre cada 4-8 semanas. Las personas hora/año es de 400, y su costo anual es 1000eu (junto con la limpieza manual, el coste total de la limpieza de conchas es aproximadamente el 15% de los costos). En un estudio, el tratamiento con agua caliente a 55º por 5 segundos fue suficiente para matar organismos del fouling y mantener niveles de mortalidad comparables con stock de semillas sin tratamientos (2). LAVADOS A ALTA PRESION Los lavados de las conchas a altas presiones es una técnica efectiva para remover todos los tipos de fouling. Como en el fregado manual, esta técnica puede ser una labor intensiva, pero debe ser limitada en su uso para especies delicadas como las vieras. Para especies más resistentes, esta técnica puede ser usada periódicamente durante el periodo de crecimiento para la reducción de los niveles de fouling, o para prevenir una reducción en las tasas de crecimiento. Estudios realizados en Nueva Zelanda, muestran un éxito matizado en el uso de los lavados a altas presiones (2). Un tipo de chorro rotatorio de agua fue efectivo en un 100% (≥ 2000psi, por 2 segundos), en la remoción del alga Undaria, un chorro estándar de alta presión fue menos efectivo Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 23 removiendo solo el 60-90% del fouling dependiendo de la presión y de la duración. El agua a presión, puede ser usada para aumentar la limpieza mecánica y ha sido satisfactoriamente usada con ostras. Como parte del proceso de producción, el stock pasa a través de un tambor rotante con agua a presión que ayuda a remover el sedimento y fouling. BAÑOS EN AGUA DULCE Los mejillones, no son mayormente afectados si son sumergidos dos días en baños de agua dulce. Estos, pueden ser bañados en agua dulce a un costo relativamente bajo, aunque el agua deba ser cambiada para mantener la salinidad de ≤ 1psu (2). Esto, puede ser hecho probablemente en ostras ya que éstas también pueden cerrarse completamente y vivir intermarealmente. Algunos beneficios pueden generarse cuando el stock de semillas es transportado entre sitios, de modo que el stock pueda ser bañado matando los organismos del fouling durante la ruta. Esto también reduce los riesgos de transportar especies no deseadas a través de regiones. Los mejillones, tienen un crecimiento rápido de modo que puede ser mejor para las granjas de mejillones usar este tipo de tratamiento solo al final del periodo de crecimiento. Así, evitan la interrupción del periodo de crecimiento. Sin embargo, esta técnica puede más frecuentada en algunos países como Canadá, donde, los mejillones poseen una concha muy delgada, y la limpieza mecánica no es una opción práctica. La descomposición de los residuos del fouling cuando son bañados en agua dulce, producen condiciones anóxicas que aceleran los efectos del tratamiento (2). Además, los baños han sido propuestos como un método de control de estrellas de mar juveniles en las cuerdas de mejillones (3). Aunque las estrellas de mar no son organismos fouling la depredación que realizan puede originar mortalidad de los stocks. Estos estudios, se han focalizado en mejillones pero sus usos pueden ser considerados para otras especies de bivalvos, siempre y cuando estas especies sean resistentes a bajas salinidades. BAÑOS EN SOLUCIONES QUÍMICAS Diferentes soluciones químicas (acido acético, lima hidratada, salmuera saturada o soluciones de hipoclorito), han sido utilizados para matar las especies del fouling en moluscos con diferentes niveles de éxito. Este tipo de tratamientos (baños químicos), se han mostrado como los más efectivos contra especies de fouling de cuerpo blando (ej. ascideas). La duración requerida de tratamientos para matar especies de fouling de cuerpo duro, con soluciones de acido acético (concentración al 5%) resulta en la muerte del 50% del stock (4). Los baños con acido acético (5%) durante 15-30 segundos mata a la Ciona intestinalis (sifones de mar), y no afecta la mortalidad en los stock de ostras y mejillones (5). El acido acético fue mucho mejor que otras soluciones químicas en este apartado. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 24 Las conchas de bivalvos, pueden permanecer cerradas y por lo tanto este método puede ser usado en algunas especies como mejillones y ostras. En cambio la mortalidad puede aumentar (como en las vieiras), hasta llegar a un 50% (6). Sacudir el stock, antes del tratamiento es un paso efectivo para evitar la apertura de las conchas. El fouling, es satisfactoriamente eliminado con baños en soluciones con ácido acético 4-5% durante 1 minuto. Si este tratamiento es usado mientras se produce un transporte prolongado (aproximadamente 24 horas), es importante realizar los baños después del transporte o que el stock sea enjuagado antes de ser transportado (4). La remoción de los mejillones de las cuerdas para el lavado/rociado incrementa la efectividad de los tratamientos en términos de mortalidad de biofouling, pero también puede incrementar la mortalidad del stock. Como los mejillones están atados por el biso, quedan expuestos a los residuos químicos de las soluciones (6). Cualquier aplicación química debe ser cuidadosamente considerada respecto de la seguridad laboral, junto con los procedimientos de contención o neutralización, para evitar la contaminación del ambiente 3.2.2 Limpieza de las infraestructuras SECADO AL AIRE de las infraestructuras El secado al aire es usado en VAL AKVA (Noruega), operando con un sistema de “doble red”. La mitad de esta red es sacada para su secado al aire mientras la otra mitad permanece en el agua. Esta es una técnica eficaz que ahorra costos en limpieza y reduce el estrés asociado con el cambio de redes. Sin embargo, se requiere un equipo con experiencia para cambiar el área expuesta de la red. El manejo es relativamente fácil, pero puede generar daños en la red causado por los ganchos usados para mantener la red elevada para su secado. La efectividad contra el fouling es buena aunque en el verano esta técnica tiene que ser repetida cada 4-8 semanas. La fuerza de trabajo por hora/año son aproximadamente 50 (1% del total de personas hora) y a un costo de 1.100eu (0,3% del tal de los costes por lugar). Sin embargo, este tipo de tratamiento puede generar efectos negativos en el stock a través del estrés causado por la disminución del volumen de agua. Esta técnica puede ser combinada con una cubierta anti-fouling. La duración del tiempo de exposición para cada mitad de la red es importante y debe ser tomada en cuenta. Por ejemplo, un estudio demuestra que 2 días de secado al aire es suficientemente para matar algunas algas al 55-85% de humedad relativa; a altos niveles de humedad (95% de humedad relativa) Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 25 el alga Undaria pinnatifida puede sobrevivir más de 8 semanas. Aunque estos resultados sirvan para el secado del fouling en moluscos, se cree que se pueden aplicar al secado de las redes in-situ (2). Si se realiza cualquier tipo de limpieza adicional (ej. fregado o lavado a presión), dependerá de la intensidad y del tipo de fouling presente. El resultado de estudios conducidos en esta vía como parte del proyecto CRAB, sugieren que fregar después del secado produce un pequeño incremento en los beneficios para niveles medios de fouling suave. Cuando se encuentran grandes cantidades de especies de fouling duro, el fregado antes del secado muestra una mayor reducción del fouling que el fregado posterior al secado. Es importante considerar que la remoción del fouling en el sitio antes del secado puede liberar propágulos que regresan a la columna de agua. Este efecto es menos probable cuando la remoción se realiza después del secado. LIMPIEZA MECANICA de la infraestructura La limpieza mecánica, se puede realizar en redes limpiadas in-situ o cuando son llevadas a la costa. In-situ (redes) – Los discos de limpieza pueden ser usados ya sea desde la superficie (con un recipiente contenedor), desde una estructura de soporte alrededor de las jaulas o por buzos. Figura 9 – Izquierda; un disco de limpieza básico. Centro; un disco de limpieza usado desde un soporte. Derecha; disco de limpieza utilizado por un buzo. Es importante limitar el uso de discos de limpieza cuando el flujo de agua provoque que el fouling extraído caiga dentro de las jaulas de peces. De otro modo, los materiales biosólidos perturban el stock, lo que incrementa el riesgo de contacto con patógenos asociados a micro y macro fouling (ej. Neoparamoeba pemaquidensis, agente causante de la enfermedad ameboide de branquias en salmón Atlántico) (7). Considerar la dirección del flujo de agua, es un factor importante a tener en cuenta en una granja, no solo por la conducción del fouling lejos de las jaulas recién limpiadas. La liberación de fouling puede terminar en corrientes de agua y reasentarse en otras jaulas dentro de la granja y contribuir a un aumento del fouling en esas áreas. Esto puede afectar también a los habitantes de las comunidades Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 26 bentónicas corriente abajo, de modo que es necesario cerciorarse de que no existan hábitats sensibles cerca. La remoción mecánica no necesariamente resulta en la mortalidad del fouling. Algunas especies de fouling liberan propágulos (ej. especies de algas); otros pueden ser coloniales y cuando son destruidos durante el proceso de limpieza cada pedazo tiene la capacidad de comenzar una nueva colonia (ej. hidroides). También, los acuicultores han reportado rápidos crecimientos de algas después de utilizar el disco de limpieza cuando este no ha removido todo el material desde la red a la base. Los discos de limpieza, no pueden ser usados si las granjas poseen la certificación “orgánica”, las redes deben ser removidas del sitio y limpiadas apropiadamente en tierra. De los participantes en CRAB, CURRY (Sur-Oeste de Irlanda), LAKELAND (Oeste de Escocia) y VAL AKVA (Noruega), utilizan discos de limpieza. El disco de limpieza, puede costar inicialmente sobre los 30.000eu y al menos dura entre 3-7 años. Posee una facilidad de uso media, y no daña las redes. Su efectividad contra el fouling es media, los mejillones azules e hidroides grandes no pueden ser removidos y esto permite el desarrollo potencial de monocultivos de estas especies. Durante el periodo de fouling, debe ser removido cada 4-8 semanas. LAVADOS EN TIERRA El lavado en tierra de las redes, usualmente se realiza usando agua de mar sin detergentes o agentes de limpieza químicos. Reparaciones a la red, desinfección y la subsiguiente aplicación de capas de anti-fouling son operaciones combinadas dentro del mismo servicio. Hacerse con este servicio para granjas individuales lo hace poco rentable. En algunas regiones (ej. Noruega o Irlanda), las compañías adquieren una máquina de manera cooperativa, luego recogen las redes y limpian un grupo de redes de varias granjas en conjunto. Figura 10 – Máquina de lavado de redes (Noruega). De los participantes en CRAB, CURRY (Sur-Oeste de Irlanda), LAKELAND (Oeste de Escocia) y ADSA (Islas Canarias), utilizan máquinas de lavado de redes. Los costos iniciales fluctúan entre los 60.000eu para una máquina simple y sobre 1.000.000 para una estación de lavado. Las máquinas tienen una Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 27 duración de entre 5-15 años. La facilidad en su uso, y el daño al material parece estar en relación al modelo y la experiencia del usuario. Si ha sido aplicado antifouling para un año, las redes con una tamaño de malla normal no tienen que ser lavadas otra vez pasadas las 8 semanas en sitios al norte o al sur. COMPARACIÓN DE COSTOS Comparación de los costos de limpieza para 4 sitios de cultivos de peces que participaron en el proyecto CRAB. Los costos son resumidos en la siguiente tabla. Tabla 3 – Resumen de los costos de 4 lugares de producción de peces que participaron en CRAB. Lugar Jaulas Superficie de la red, 2 área (m ) Disco de limpieza Máquina de limpieza Secado de las redes Total Coste de limpieza 2 (por m ) ADSA (Islas canarias) 22 1417 - 151.448eu - 51.448eu 4.86eu CURRY (Ireland) 7 1085 1600eu 32.200eu - 33.800eu 4.45eu LAKELAND (Escocia) 8 1440 228eu 59.912eu - 51.200eu 4.44eu VAL AKVA (Noruega) 5 1727 815eu 12.577eu 3.39eu 16,782eu 1.94eu La mayoría de los costos están relacionados con el coste de la máquina de limpieza y los bajos costes de VAL AKVA pueden deberse a la combinación de estrategias como discos de limpieza y secado de redes. El límite de uso de las máquinas de limpieza es de una vez por año. Las labores de carga en Val Akva pueden ser de unas 5 veces más que en otros sitios. Con todo, la práctica reduce aun más los costos totales. Al menos, 3 de los sitios contrataron empresas externas para la limpieza de las redes, de este modo, los bajos precios ofrecidos por este servicio en Noruega (después de la conversión monetaria al Euro) se pueden ver reflejados en el tamaño de la industria de la acuicultura en este país. Los datos por m2 en la tabla también sugieren que los costos totales para ADSA, CURRY y LAKELAND (que poseen redes lavadas dos veces por año), y a pesar de la variación regional entre España, Irlanda y Escocia, son similares en toda Europa. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 28 LAVADO A CHORRO Considerando los costos, esta labor fue considerada por CRAB como una de las estrategias de limpieza más efectivas. Una simple máquina de impulsión a chorro accionada por gasolina es relativamente económica y puede ser usada a bordo de un bote o desde las propias pasarelas de las instalaciones. Hay que tener cierto cuidado cuando usamos esta técnica en granjas con una infraestructura para moluscos. Algunas especies (ej. vieiras), pueden quedar adversamente afectadas cuando limpiamos las estructuras de cultivo (linternas, jaulas) con el stock dentro. De los participantes en CRAB, solo en PROMOCIONES MARSAN (este de España) usan lavados de baja potencia. Los lavados de baja potencia tienen un coste de cerca de 1.000eu y necesitan ser reemplazados después de 3 años. La facilidad de uso es satisfactoria y ésta no genera daños en los materiales. Su efectividad contra el fouling es considerada satisfactoria, algas e hidroides son removidos fácilmente, aunque cirrípedos y gusanos tubícolas no son removidos. Los sistemas (contenedores o jaulas), deben ser lavados nuevamente después de más de 8 semanas. Las personas.hora/año son aproximadamente 350 (20% del total de personas hora), y el costo por año es de 3.500eu (10% de los costos totales). En este sitio, esta estrategia no está combinada con otras. El impacto sobre el stock con esta estrategia no es negativo. Figura 11 – Limpieza a chorro en acción De los participantes en CRAB, solo JAMES NEWMAN (Sur-Oeste de Irlanda) utilizó lavados de alta potencia. El costo de los lavados de alta potencia es cercano a los 1.000eu y las máquinas necesitan ser reemplazadas después de 15 años. Su facilidad de uso es muy buena y esta no genera daños en los materiales. La efectividad contra el fouling puede ser muy buena si el fouling se encuentra en etapas tempranas de desarrollo, o muy mala para tipos de fouling duros (no son removidos). Los sistemas (contenedores o jaulas), necesitan ser lavadas nuevamente después de 4-8 semanas. LIMPIEZA MANUAL (contenedores) De los participantes en CRAB, VIVEIROS QUINTA FERMOSA (Sur de Portugal), PROMOCIONES MARSAN (Este de España) y JAMES NEWMAN (Sur-Oeste de Irlanda) limpian manualmente los contenedores mediante fregado. Dependiendo del lugar, este método puede ser de muy difícil o de fácil uso. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 29 La efectividad contra el fouling es buena, todo el fouling puede ser removido, pero cirrípedos y gusanos tubícolas pueden generar problemas. Generalmente, el material no resulta dañado; sin embargo, en algunos lugares se han reportado daños. Los contenedores son cepillados entre 4-8 veces por año. Las personas hora/año necesarias oscilan entre 80 y 3,000 (aprox. el 10% del total de personas hora). El costo por año puede ser sobre los 36.000eu. Esta estrategia no se combina con cualquiera de las otras estrategias; tampoco se han observado efectos negativos en el stock. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 30 3.3 Cubiertas antifouling 3.3.1 Cubiertas de redes con biocidas Actualmente, la mayoría de las cubiertas antifouling tienen incorporado Oxido de Cobre (Cu2O) como componente activo. Casi todas las cubiertas usadas actualmente (sin solventes orgánicos), se propagan en el agua y tienen Cu2O como primer biocida a concentraciones del 20% y a menudo en combinaciones con uno a más biocidas orgánicos tal como SeaNine, Zinc piritionato (= Zinc Omadine) y Diclofluanidos. El mantenimiento y manufactura de las redes, es realizado por tratamientos con baños en soluciones por 2-4 horas, y secadas Figura 12 – tratamiento a redes con cobre en máquinas al aire. La absorción de la cubierta de tratamiento es aproximadamente de 1 litro de tratamiento por kg de red. El tratamiento puede ser diluido para permitir una mejor penetración dentro de la red en redes previamente tratadas. El lavado a presión, o por medio de disco de limpieza bajo el agua en redes con cubiertas de cobre no es recomendado, excepto como medida de emergencia, ya que la cubierta también puede ser removida de la red. El tratamiento de una red con una cubierta antifouling es una estrategia importante adicional a la limpieza manual. Las redes cubiertas con biocidas, son ampliamente usadas en la industria de la acuicultura. Estas cubiertas trabajan a través de la liberación de biocidas dentro del agua que disuade o mata los organismos presentes en el fouling. Existen algunas cubiertas diseñadas para prevenir la degradación UV del nylon de la red; estas cubiertas son acrílicas y con betumen, aplicadas usualmente solo en la parte superior de las redes (1m), y no son diseñadas para prevenir el bio-fouling. Las pinturas utilizadas en acuicultura son de baja tecnología y de bajo costo. Estas cubiertas son efectivas durante 4-6 meses dependiendo de la tasa de lixiviación de los biocidas, temperatura del agua y presión de fouling. Las cubiertas basadas en cobre no son efectivas contra todos los tipos de fouling, algunos tipos de algas e hidroides que pueden crecer en redes ya tratadas. Actualmente, las redes con cubiertas de cobre son un tratamiento efectivo y disponible en relación a los costes. Esto es particularmente verdad en granjas con jaulas grandes (70m de circunferencia) y ubicadas en lugares expuestos a las corrientes o de gran energía, donde los métodos manuales, o de secado al aire o limpieza mecánica son inapropiados. Normalmente, este tipo de tratamientos tiene un coste aproximado de 4eu por litro de pintura/kg de red. Los costes asociados a este tratamiento varían dependiendo de la ubicación y probablemente se incrementan en función de la demanda de cobre. La liberación, de agentes antifouling dentro de los ambientes marinos es controlada por regulaciones locales y/o nacionales de descarga de deshechos que son a su vez, reguladas e función de una amplia variedad objetivos medio ambientales. Los productos antifouling caen bajo la categoría de pesticidas Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 31 y son regulados por organismos tales como la directiva de productos y biocidas EC 98/EC (http:/ec.europa.eu/envirnment/biocides/index.htm). Las cubiertas para redes con biocidas contienen ingredientes activos y por lo tanto necesitan obtener la aprobación de las autoridades antes de que puedan ponerse en el mercado. La presión legislativa sobre los antifouling con biocidas esta incrementando, pero estas legislaciones no contienen indicaciones claras de que los productos basados en el cobre sean prohibidos para la acuicultura en un futuro. Las estaciones de mantenimiento deben sacar el cobre de los residuos del lavado de las redes para minimizar el impacto medio ambiental. Los acuicultores, deben también controlar las concentraciones de cobre en el sedimento alrededor de sus granjas. Uso de cubiertas con biocidas Tabla 3 – Resumen de ventajas e inconvenientes de las cubiertas con biocidas Ventajas Desventajas Disponibilidad Mucha variedad de productos, ampliamente disponibles, principalmente basados en cobre. Aplicabilidad Existe infraestructura que puede ser usada para el tratamiento de las redes. Remoción de los deshechos. Limpieza de los deshechos en el agua. Cuidado, limpieza y secado de la red son tratamientos previos esenciales a la impregnación. Rendimiento Aceptable. Limitado como máximo a una temporada. No es suficientemente efectivo contra algas. Costo Aproximadamente 4 Euro/L por Kg de red. Limpieza periódica y re-tratamientos requeridos con un elevado costo. Implicaciones Todos los productos comerciales están aprobados para su uso en Europa. Contienen biocidas que son peligrosos para humanos y para el medio ambiente. Los costes de los registros son altos y están incorporados en la etiqueta con el precio. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 32 3.3.2 Desarrollo de nuevas cubiertas En los últimos años se ha realizado un esfuerzo significativo en el desarrollo de cubiertas antifouling de baja toxicidad o libres de biocidas. Algunos de los avances relevantes en el desarrollo de este tipo de tratamientos se resumen a continuación. 3.3.2.1 Cubiertas con ingredientes activos de baja o sin toxicidad Estas cubiertas, basadas en la lixiviación de sus ingredientes activos incluyen ingredientes de baja toxicidad o sin toxicidad. Los ingredientes pueden ser enzimas de productos naturales (por ejemplo furanones de algas, extractos de pimienta a extractos de mentol). Las enzimas, son potencialmente muy efectivas en la reducción del biofouling. Sin embargo, no se han desarrollado productos comerciales aun para la acuicultura. Las pruebas preliminares sobre terreno en los sitios de algunos participantes de CRAB indicaron algún potencial, pero serían necesarias más investigaciones. En el mercado existen algunos productos que incorporan antifouling de origen natural, sin embargo raramente son usados debido a sus altos precios. CRAB ha realizado pruebas con una selección de tratamientos no-comerciales. El rendimiento de estos tratamientos no es muy bueno, pero pueden ser mejorados con tratamientos aun en desarrollo. En el sector naval (botes y yates), estos productos son promocionados como “productos maravillosos” pero no ofrecen datos fiables. Cuando estas tecnologías, sean transferidas a la industria de la acuicultura estas alternativas resultarán mucho más costosas que las cubiertas normales con biocidas. De momento, no existen pruebas eficaces de este tipo de productos comerciales para redes, y existe un cuello de botella importante en productos y nuevas cubiertas que contienen ingredientes activos debido a estar aún siendo registrado por ejemplo, a través de la BDP (Directiva de Productos con Biocidas). 3.3.2.2 Cubiertas liberadoras de fouling Este tipo de cubiertas trabaja bajo el principio de que el fouling aparece en la superficie, y debido a una baja bio-adhesión es fácil removerlo. Las cubiertas liberadoras de fouling, tienen una baja energía superficial. La mayoría de los productos a la venta en los mercados contienen productos basados en silicona. Estos tipos de cubiertas no contienen ingredientes activos. Las propiedades de las siliconas liberadoras de fouling, son principalmente atribuidas a su superficie impermeable (el agua no forma una película superficial) el agua resbala en la superficie (como granos de agua que caen sobre la superficie de un auto recién encerado). El trabajo realizado por estas cubiertas no es mucho, solo detiene el fouling en una primera fase, producto de la reducción en la Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 33 fuerza adhesión de organismos y así, los organismos están menos adheridos bajo el flujo, (ej. Como cuando un bote empieza a moverse en el agua). Un número de productos conocidos con silicona fueron testeados por CRAB, determinando su rendimiento y aplicaciones en la acuicultura. Figura 13 – Deracha y centro: el fouling aparece en cubiertas liberadoras de fouling, pero este puede ser fácilmente removido. Izquierda: cubiertas liberadoras de fouling de silicona sumergidas. La aplicación de estas cubiertas en superficies planas, tales como en cascos de botes o contenedores de moluscos, requieren de un sistema de 3 componentes que producen una buena adhesión al sustrato. Los principales componentes necesarios son una base, una capa de adhesión y una capa de recubrimiento. Sin embargo, para las redes de nylon, la base y la capa de adhesión no son necesarias. Las cubiertas de silicona son aplicables por medio de un procedimiento normal de impregnación (ej. baños y secados). Las pruebas realizadas por CRAB, sugieren que para obtener un rendimiento óptimo de sus propiedades hay que mejorar el secado de las redes extendiéndolas, evitando el secado no uniforme. Una desventaja es que los productos son basados en solventes que están compuestos por 2-3 componentes, lo que limita su vida útil. Las pruebas sobre el terreno realizadas en lugares CRAB, mostraron que la mayoría de los productos con silicona tuvieron un buen rendimiento durante los 2 años de pruebas (Figura 14): el fouling se acumuló en las redes tratadas con silicona, pero a una tasa más baja que los grupos controles de redes no tratadas. Lo más importante fue la facilidad con que el fouling fue removido. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 34 Figura 14 – Pruebas sobre el terreno de redes de nylon cubiertas con siliconas basadas en las cubiertas liberadoras de fouling. Las imágenes fueron tomadas después de dos años de inmersión SAGRES (Sur-Oeste de Portugal). Las propiedades mecánicas fueron testeadas mediante microscopía obteniendo así información estructural. Los polímeros de silicona penetran en las fibras de las redes en el lado externo pero se extienden de forma limitada por el área interna (Figura 15). Para una mayor dureza y durabilidad, la integración de la cubierta con la red es muy importante. Este puede ser un área de estudio y desarrollo a mejorar en el futuro. Las pruebas de fuerza mecánica en las redes, revelaron que algunos ingredientes en las pinturas de silicona pueden realmente debilitar la red. Las pinturas de silicona tienen usualmente dos o tres partes: uno o dos componentes de silicona y un endurecedor. El endurecedor fue identificado como el principal componente que debilita las redes. Diferentes pinturas de silicona fueron usadas y generalmente las redes solo fueron debilitadas entre un 1 a 9%. Estos porcentajes pueden ser significativos para algunas aplicaciones. Figura 15 – Imágenes de un microscopio electrónico de escáner (SEM); las imágenes son de redes de nylon tratadas con siliconas. La cubierta de silicona es claramente visible entre las fibras. Como previamente mencionamos, las cubiertas de silicona utilizada en CRAB eran originalmente destinadas a embarcaciones e infraestructuras sólidas. Las redes, son un sistema que constantemente está en movimiento y sujeto a grandes cargas y estiramientos. Por ejemplo cuando se eleva y estira, de modo que en los nudos e intersecciones de la cubierta de la red se agrietan. La cubierta debe ser flexible, para que permita un gran estiramiento similar a los límites del nylon. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 35 Claramente, para los cascos de embarcaciones la extra-flexibilidad no es necesaria y no es incorporada. Sin embargo, las redes de acuicultura necesitan un diseño especial de cubiertas. Como la limpieza periódica se realiza aún en la mayoría de las áreas, se deben usar nuevos diseños de pinturas con siliconas, donde la mayor atención se centre en la búsqueda de mecanismos de limpieza. Se deberían considerar, pues, los trabajos orientados a la integración de los componentes de las pinturas, y al efecto de los endurecedores sobre el debilitamiento de las redes. En la actualidad, las cubiertas de silicona son vistas como un costo alternativo a las cubiertas basadas en tratamientos con cobre. Es de esperar que el elevado costo de las siliconas pueda ser compensado con un incremento en la duración de las aplicaciones o en un incremento en la vida de las cubiertas para redes. Generalmente, los costos de una aplicación basada en cobre tiene una duración de 2-10 años, las basadas en antifoulings deben ser reaplicadas cada 6 meses. Sin embargo, en este momento ésta parece ser una aplicación poco probable por el agrietamiento de las cubiertas debido a la carga que soportan las redes. Adicionalmente, el efecto del solvente de la silicona probablemente debilite las redes y consecuentemente disminuya su vida útil. La vida útil de estas cubiertas en sistemas de buques marinos tiene un rango no mayor a 5 años (realizando solo algunas reparaciones intermedias para reparar daños locales). Aplicados a las redes que son constantemente manipuladas y limpiadas este periodo será más reducido. El método de almacenamiento cuando las redes no están en uso, también pueden generar un impacto sobre las redes provocando el agrietamiento de la cubierta y el debilitamiento de las redes. La autorregulación de los procedimientos en acuicultura, sugiere que el endurecimiento o la pérdida de flexibilidad, pueden incrementar los costos en las labores de manipulación de las redes durante limpiezas o cambios. El otro área que puede impactar en los costos es la adopción de nuevas estrategias por la industria de acuicultura. En la actualidad los equipamientos y los procedimientos utilizados en las redes están basados en la aplicación de pinturas de cobre. En comparación con los procedimientos utilizados para las siliconas (que requieren el uso de solventes), los de cobre parecen como si estuvieran basados en agua. Sin embargo, ya que los tratamientos con siliconas no son tóxicos, los lavados de estas cubiertas no requieren de procedimientos antes de las descarga. Hasta el momento, el uso de pinturas basadas en cobre esta siendo eliminado (a escala global o Europea), lo que ha mejorado las economías de escala en la producción y suministro de cubiertas alternativas. Sin embargo, es poco probable que las cubiertas de silicona puedan ser adoptadas por su alto costo y el tipo de aplicaciones. Esta situación va a acentuarse por las actuales infraestructuras que dependen actualmente en la tecnología basada en el cobre. Cubiertas de silicona liberadoras de fouling en contenedores para moluscos – el uso de las cubiertas de silicona también fue evaluado en contenedores usados comúnmente en la industria de los moluscos (Figura 16). Las cubiertas de silicona fueron aplicadas a altas presiones con pinturas en spray. Contrariamente a las redes, en superficies planas se necesita el sistema de pintura completo, ej. base, capa de adhesión y la capa de recubrimiento. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 36 Los datos del rendimiento mecánico en contenedores expuestos al fouling, han sido recogidos de una gran variedad de sitios y de diferentes tipos de cubiertas. Ningún dato, sugiere efectos significativamente perjudiciales de las cubiertas de silicona en las propiedades mecánicas de los contenedores. Sin embargo, con el tiempo (al cabo de pocos meses de uso) algunas cubiertas de silicona se deslaminaron, particularmente por fuerzas abrasivas. El efecto del fregado que provoca el stock de moluscos dentro de los contenedores, por medio del suave movimiento de las olas puede remover el fouling de las cubiertas a una elevada tasa. También se ha sido visto que las pinturas no se integran con los materiales de los contenedores tal como con las siliconas. Figura 16 – Las pruebas sobre el terreno en bandejas con cubiertas de silicona basadas en la liberación de fouling, muestran deslaminación de las cubiertas. Las piezas de los contenedores controles se indican en la izquierda La limpieza de las cubiertas de silicona puede reducirse hasta 5 veces menos que para las cubiertas estándar. Sin embargo, debido a los efectos de las peladuras su eficacia decrece con el tiempo. Sin embargo, las aplicaciones a redes con cubierta de silicona no fueron diseñadas con este propósito. Esta es una base potencial para el uso de estas cubiertas en contenedores. Uso de cubiertas de silicona liberadoras de fouling Tabla 5 – Resumen de las ventajas y desventajas de las cubiertas liberadoras de fouling. Ventajas Desventajas Disponibilidad Existen productos para embarcaciones que pueden ser usados No existen productos comerciales disponibles para la acuacultura Aplicabilidad La infraestructura existente para redes puede ser usada Para superficies lisas el tratamiento es aplicado en 3 pasos: base, capa de adhesión, y capa de recubrimiento. La mayoría de los productos utilizados poseen 2-3 componentes con fecha de caducidad. Son sensibles a la humedad (es necesaria una limpieza y secado precisos antes d su Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 37 aplicación) Rendimiento El fouling es muy fácil removerlo. Vida útil esperada: muchos años Presencia de fouling. Propensos a daños mecánicos. Algunas siliconas pueden afectar las propiedades de las redes Costo Pueden ser por muchos años. Para redes solo es necesario la capa de recubrimiento Productos con un elevado costo Salud y Seguridad e implicaciones Libre de biocidas Contienen solventes orgánicos 3.3.2.3 Cubiertas con puntas Las cubiertas de redes, de las que sobresalen pequeñas puntas (0,2-2mm), detienen algunos tipos de fouling. Aunque actualmente, no son usadas comercialmente las redes prototipos están siendo Figura 17 – izquierda: red de nylon ernollada, lista para se utilizada en la producción. Centro: detalle de una fibra azul de una cubierta de nylon. Derecha: jaulas de redes tratadas con cubiertas de fibra azul probadas en Turquía (mas información puede ser encontrada en www.micanti.com). En CRAB, un amplio rango de tipos de fibras y densidades ha sido desarrollado y evaluadas. La aplicación, de estas cubiertas es critica y no es un proceso directo. Primero es necesario como sustrato una cubierta con pegamento, después que las agujas sean electrostáticamente cargadas, para después adicionarlas al sustrato mediante una pistola de spray. Estas cubiertas para redes son levemente tiesas pero esto puede solucionarse por medio de la utilización de diferentes tipos de pegamentos. Las cubiertas de fibras para redes, mostraron un alto incremento de fracturas en las jaulas (145%), y unas propiedades de elongación muy similares a las redes con cubiertas de silicona. La respuesta a las pruebas hechas por CRAB en terreno, sugieren que este tipo de cubiertas no es suficientemente efectivo en la protección del amplio espectro del fouling. Sin embargo, algunos tipos de cubierta reducen tipos específicos de fouling como cirrípedos o gusanos tubícolas y por lo tanto, son potencialmente utilizables en regiones o aplicaciones específicas. Las redes tratadas con cubiertas de puntas poseen un costo más elevado que los tratamientos de cobre, aunque este sistema es potencialmente efectivo durante más de una temporada. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 38 3.3.2.4 Cubiertas antifouling basadas en nanotecnología Las aplicaciones más recientes en el desarrollo de antifoulings es la nanotecnología aplicada a superficies protectoras contra biofouling. Las nanopropiedades del biofouling y de las superficies tienen un gran impacto en la bioadhesión. Estas propiedades pueden se usadas para el diseño de nuevas superficies y tratamientos libres de biocidas, que impidan la adhesión y/o con propiedades liberadoras de fouling. Muchas de estas tecnologías están actualmente en desarrollo en el proyecto Europeo AMBIO (http:www.ambio.bham.ac.uk). Las nuevas investigaciones, surgidas de este proyecto recogen todas las ventajas de las nuevas capacidades de la manipulación de moléculas desarrollando superficies “inteligentes” con propiedades antifouling. Se han revisado un amplio rango de conceptos, incluyendo cubiertas con cuidadosas micro y nano- estructuras (Figura 18), basados en sistemas de nanocompuestos superhidrofóbicos, superhidrofílicos o sistemas “inteligentes” o de “estímulo-respuesta”. Un amplio rango de usos finales es actualmente considerado, incluyendo la acuicultura. Algunos productos, son comercializados y demandados en el tratamiento de embarcaciones, pero estos tratamientos son para el material en bruto y no necesariamente utilizados en la protección de las superficies. Estos productos no son esperados hasta aproximadamente el 2010, pero las pruebas están programadas a partir del 2008 sobre el terreno. Estos sistemas, no son basados en ingredientes activos, de modo que no se requiere su registro. Es muy probable, que inicialmente estos productos tengan un elevado costo. Quizás algunos sistemas puedan ser desarrollados específicamente para la acuicultura. Estos desarrollos pueden a largo plazo ser considerados como la próxima generación de antifoulings libres de biocidas. Figura 18 – Ejemplos de cubiertas de nanoestructuras desarrolladas por TNO en el proyecto AMBIO. La efectividad contra el biofouling es determinada por la talla y distribución de las estructuras de las superficies. Una visión general; Izquierda: anti-algas. Centro: anti-cirrípedos. Derecha: anti-bacterias. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 39 3.3.3 Materiales nuevos En lugar de tratar las redes o contenedores con cubiertas anti-fouling, una estrategia alternativa está siendo desarrollada a base de nuevos polímeros con propiedades similares a las cubiertas liberadoras de fouling (de fácil limpieza). Se usan estos polímeros como materias primas de redes y contenedores. Los costos de estos nuevos materiales con efectivas propiedades antifouling son actualmente desconocidos y dependerán del tipo de material. Estos materiales, puede que sean más caros que los actuales materiales de nylon. AquaGrid (PVC cubiertas de Poliéster), es un producto comercial que sustituye las redes comunes. Estos productos no tienen, tal como se ha visto en CRAB, propiedades inherentes a los antifouling. Netseal es otro producto hecho de PVA acrílico. Este producto, con propósitos de protección UV, no tiene propiedades antifouling. Otros sistemas están en fase de investigación y desarrollo. Dos ejemplos: 1) La UE, financia el proyecto SPAN, donde la Facultad de Pesquerías del Atlántico (Shetland, UK) ha desarrollado un polímero prototipo antimicrobiano para redes de peces (www.nafc.ac.uk/research/span.pdf); 2) CSIRO (Australia) ha desarrollado los “Contenedores Inteligentes de Ostras para Acuicultura” (contenedores o bandejas con polímeros que liberan lentamente químicos antifouling) (www.csiro.au). Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 40 3.4 Controles biológicos En la actualidad, son pocos los ejemplos de controles biológicos utilizados ampliamente en la industria de la acuicultura. Muchos estudios, han señalado los beneficios de los biocontroles en la reducción del fouling de las infraestructuras y de los stocks, resultando en un aumento de los crecimientos, calidad y supervivencia las especies cultivadas. Tales beneficios, pueden ayudar a reducir los periodos de cultivo de las especies, resultando en una reducción de los costos en la industria. Sin embargo, estos datos son solo anécdotas de observaciones experimentales, y no son aplicables a ensayos de gran escala. La verdad, es que los animales pastoreadores tienen un gran potencial como controladores del biofouling no solo de las infraestructuras (jaulas, redes, contenedores, etc.), si no también, sobre los stocks de moluscos. Los caracoles (Littorina littorea), han mostrado que controlan el bio-fouling de las infraestructuras y del stock de ostras, mejorando las tasas de crecimiento de las ostras hasta en un 30%. Por otro lado mantienen el intercambio de agua y el suplemento de alimento. Sin embargo, para especies de fouling no algales se requieren depredadores como cangrejos para controlar el fouling. Los beneficios de esta práctica fueron hallados por accidente en 1978. Los cangrejos, han mostrado que reducen el bio-fouling en cerca de un 76-78% en cultivos de ostras, lo que a la vez genera un incremento en las tasas de crecimiento del stock (10-60%), y mejoras en la calidad de las ostras. El molusco gasterópodo (Nucella lapillus), también ha sido utilizado en los cultivos de bivalvos, reduciendo la presencia de mejillones y aumentando la supervivencia del stock. Incluso los peces han sido utilizados para el control de ascideas en contenedores para bivalvos y para algunos copépodos (piojos de mar) en las redes de las granjas de salmones. El uso de especies depredadoras requiere precaución ya que estos pueden generar potenciales efectos predatorios sobre el stock. Los erizos de mar, han sido satisfactoriamente utilizados como controladores del fouling, tanto sobre Figura 19 – Erizos de Mar en las redes de las jaulas de peces. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 41 la infraestructura como en las conchas de bivalvos en cultivos suspendidos. Algunos estudios, han señalado hasta un 74% de la reducción del fouling en las infraestructuras y un 71% de reducción del fouling en las conchas del stock (incluyendo la reducción de cirrípedos y gusanos tubícolas). Los estudios realizados por CRAB, inicialmente identificaron una gran cantidad de pastoreadores en cultivos de moluscos. Estos estudios, inicialmente se centraron en el caracol gasterópodo (Monodonta lineada), y en el erizo (Paracentrotus lividus), los cuales fueron incorporados dentro de los contenedores de los cultivos de vieiras en tres diferentes densidades (2, 5, 10 por contenedor), en el Suroeste de Irlanda. El estudio piloto fue llevado a cabo en 2005 durante el periodo de fouling, mostrando prometedores resultados; los erizos utilizados en este estudio en bajas densidades (2 animales por bandeja) fueron más eficientes en la remoción del fouling que todos los gasterópodos y en cualquiera de las tres densidades utilizadas en este estudio. A partir de este estudio inicial, se utilizó una densidad de 2 erizos por contenedor para incorporarlos a todo un stock de vieiras durante la temporada de fouling del 2006. Los primeros resultados, para esta parte del estudio no mostraron resultados tan positivos. Parece ser que el efecto de la filtración de las especies del stock en si, es un mayor controlador de los organismos del fouling en el interior de los contenedores de los cultivos. Sin embargo, esto no parece afectar al fouling del exterior de los contenedores, de modo, que los contenedores requieren un mantenimiento regular. La incorporación, de pastoreadores dentro de los cultivos de vieiras fue realizada en pruebas realizadas por CRAB sobre el terreno, junto con estudios conductuales para tratar de entender las relaciones entre los moluscos y los pastoreadores. Estos estudios, son importantes para entender los beneficios de los pastoreadores sobre la prevención del fouling en las especies cultivadas y sobre la infraestructura. Sin embargo, cualquier daño causado por los pastoreadores sobre el stock es obviamente indeseado, y requieren ser estudiados a fin de desarrollar estrategias satisfactorias en el sector que garanticen un bajo o nulo impacto sobre los stocks. De esta forma, las relaciones conductuales entre los pastoreadores y el stock (vieira y ostras), han sido observadas ya en la naturaleza. Las vieiras fueron capaces de detectar diferencias entre los pies ambulacrales de erizos pasteoradores y pies ambulacrales de estrellas de mar predadoras. Por lo tanto, estos resultados sugieren que el uso de pastoreadores puede no impactar negativamente en la salud o el bienestar de las especies de cultivo. En la selección de un animal para su uso como control del biofouling, es importante considerar: • Influencia en la mortalidad del stock - ¿la presencia de un animal control incrementa la mortalidad del stock? • Influencia en la productividad del stock - ¿las tasas de crecimiento decrecen en presencia del animal control? • Influencia en la calidad del stock - reducción en el valor por una mala presentación del stock; ej. las espinas de erizo dañando las escamas de los peces y de las conchas de los moluscos. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 42 Los erizos han sido considerados como muy buenos controladores del fouling en jaulas de peces (Figura 19), y no necesitan protección cuando están expuestos a tormentas, etc. Los peces limpiadores de la familia Labridae, también han sido utilizados y con efectos razonables en cultivos de peces. Estos peces (wrasse), se alimentan de los copépodos ectoparásitos (piojos de mar) de los peces del stock. Sin embargo, estos limpiadores también pueden morder o pellizcar a los animales del stock cuando se alimenta de los ectoparásitos. De esta forma, puede decrecer el valor de la presentación (apariencia), e incrementar el estrés y la susceptibilidad a enfermedades, y consecuentemente incrementar la mortalidad. También, son necesarias estructuras en el fondo de las jaulas como refugios. Adicionalmente, se necesitaría una pesquería de estos peces para cubrir las necesidades de los cultivos, de modo, que existiera un suministro suficiente para cuando sean requeridos. Actualmente, es incierto si esta opción es económicamente rentable. Existen potenciales aplicaciones comerciales con el uso de pastoreadores, ganando en valor económico con su venta después del periodo de crecimiento. El uso de pastoreadores como controladores del biofouling es un campo aún poco desarrollado, y los progresos para lograr un método económicamente viable en el control y la remoción del fouling aún no se han iniciado. Sin embargo, es probable que las futuras tendencias dentro de la industria requieran ser “ambientalmente amigables” con la naturaleza. De modo, que ésta será una categoría donde aún serán necesarios ajustes a los biocontroles. Esta tendencia puede beneficiar y acelerar la búsqueda de usos potenciales de los biocontroles en el control del fouling. Existen incuestionables beneficios del uso de pastoreadores como agentes antifouling; sin embargo, estos beneficios dependerán de las especies de cultivo, de las especies biocontroles, los métodos de cultivos, y la densidad de pastoreadores utilizados. Por lo tanto, es necesario desarrollar estudios para lugares específicos a fin de generar un orden adecuado. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 43 3.5 Otras estrategias antifouling Además de las estrategias cubiertas en otras secciones, un gran número de estrategias han sido revisadas por CRAB. Los resultados son resumidos a continuación. Estos métodos, solo son utilizados localmente o aun están bajo desarrollo. 3.5.1 Tecnologías en base a enzimas para la remoción de fouling sobre moluscos Un nuevo método, reduce los efectos del biofouling sobre los moluscos en base al uso de enzimas de origen alimenticio. La hipótesis, es que las enzimas degradan la capa bioadhesiva entre los moluscos y el biofouling, de modo que impiden el asentamiento de organismos fouling. Esto puede facilitar los procesos de limpieza previos al procesamiento. Figura 20 – Izquierda: mejillones en pocillos de plástico con cirrípedos en sus conchas inmersos en soluciones con enzimas (proteasas). Derecha: cuantificación del efecto de las enzimas en la bioadhesión de los cirrípedos, mediciones de la fuerza de adhesión (ASTM method D5618-94). Las enzimas potencialmente son muy poderosas en la degradación de los mecanismos de adhesión entre los organismos del fouling y los sustratos. Sin embargo, los estudios dirigidos pro CRAB han encontrado un gran número de potenciales cuellos de botella. Los experimentos, fueron realizados en laboratorio con mejillones sumergidos en soluciones con enzimas en cápsulas de plástico. Las enzimas seleccionadas, fueron proteasas que previamente fueron definidas por proyectos europeos anteriores, como un fuerte agente de acción contra especies de cirrípedos y algas encontrados en el fouling (8). El efecto, del tratamiento sobre los cirrípedos fue cuantificado a través de mediciones de la fuerza de adhesión de los cirrípedos al sustrato (Figura 20). El resultado de las pruebas no fue prometedor: las enzimas probadas, no redujeron significativamente la adhesión entre cirrípedos adultos y las conchas de mejillones. En este sentido, los organismos del fouling, generalmente forman una película de adhesión a los moluscos. La penetración de las enzimas entre el biofouling y los moluscos es aún un cuello de botella. Otros cuellos de botella también han sido definidos. Primeramente, existe una gran variedad de especies que conforman el fouling y que necesitan ser removidos de los moluscos. Cada una de estas especies, posee su propio mecanismo de bioadhesión, de modo es necesaria, una mezcla (expansiva) de Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 44 enzimas para este tipo de trabajo. Segundo problema, el posible efecto del tratamiento de las enzimas sobre el stock y los posibles efectos toxicológicos, en el color, o sabor del stock. Los experimentos realizados por CRAB, en tratamientos con enzimas sugieren que estos pueden ser tóxicos en mejillones. 3.5.2 Color Otro interesente acercamiento a considerar es el efecto anti-fouling de ciertos colores. Las investigaciones realizadas por CRAB en torno a los espectros de colores encontrados en la literatura que afectan la sensibilidad de larvas marinas, en conjunto con experiencias en laboratorio y en el terreno, determinaron el efecto de ciertos colores sobre el biofouling. Los colores negro, blanco, azul oscuro, azul claro, verde, amarillo y rojo fueron probados en un diseño aleatorio. Las propiedades, de los colores en los materiales fueron probados en experimentos sobre el terreno y en laboratorio. Las preferencias, de asentamientos de cirrípedos como el Semibalanus balanoides fueron realizados en la Estación Marina de la Universidad de Millport, Escocia, en abril del 2006. Los resultados, indicaron que los cirrípedos tienen una alta preferencia de asentamientos en el color negro o rojo, más que en azul oscuro, amarillo, o blanco. Los resultados de laboratorio se indican ampliamente en la Figura 21. Figura 21 – Diseño de los experimentos de colores conducidos en laboratorio. Las cápsulas petri de plástico fueron recubiertas con colores. Los puntos negros representan cirrípedos asentados. Algunos de estos descubrimientos corresponden solo a estudios preliminares (9, 10). Tomando en cuenta las pruebas específicas de colores, y de cubiertas superficiales, cualquier cubierta antifouling a excepción de las siliconas, para cualquier material usado en granjas preferentemente deben ser de colores azul oscuro, amarillo, verde, o blanco para poder reducir el fouling. El negro y el rojo pueden ser colores menos preferidos, basados específicamente en las pruebas de colores. Los colores que reducen el asentamiento de las especies de fouling pueden ser el azul oscuro, el amarillo, o el blanco. Los colores que incrementan el asentamiento son el negro y el rojo. Sin embargo, ulteriores estudios son necesarios. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 45 En general, el color del sustrato solo afecta al asentamiento sobre las superficies, es decir, que las diferentes especies de fouling tienen preferencias sobre un tipo de color para asentarse, y estos no impiden el asentamiento en las superficies (ej. superficies no adherentes: silicona) En la actualidad, el uso de contenedores y redes negras es ampliamente extendido en la industria de la acuicultura. El uso de pinturas antifouling de cobre a menudo ofrece un color característicamente rojo/café; en las pruebas realizadas los cirrípedos eligieron estos colores preferentemente sobre los demás. Los contenedores negros son los más baratos, pero los contenedores blancos o azul claro reducen los niveles de fouling y consecuentemente disminuyen los costos de limpieza. Esta es una consideración que puede ser incluida como un aumento de la efectividad en la elección de futuras cubiertas para los materiales. La aproximación realizada a través de los colores, probablemente no es suficientemente efectiva por si mismo, pero puede ser considerada en combinación con otras estrategias (ej. pinturas con colores liberadoras de fouling). 3.5.3 Antifouling electroquímico Una última estrategia antifouling ha sido evaluada por el proyecto CRAB. Esta consiste en el uso de principios electroquímicos para detener o matar el fouling. Existen básicamente 4 aproximaciones: generación de agentes antifouling locales o in-situ tales como cloro o peroxido de hidrogeno (a través de la hidrólisis del agua de mar), cambios en el pH de las superficies, carga de las superficies y producción de flujos de gas (burbujas). La principal ventaja, es que este sistema puede ser encendido o apagado dependiendo de las necesidades. La electricidad, es una estrategia antifouling usada frecuentemente en granjas para refrigerar el agua del sistema por bajos voltajes o por pulsos eléctricos. Las pruebas realizadas por CRAB, se hicieron en condiciones de semi-campo y establecieron algunos conceptos para utilizar en acuicultura (Figura 22). La aproximación fue la de obtener una generación de pH (alto/bajo), por medio de la aplicación de campos eléctricos bajos. Los antifoulings de origen electroquímicos tienen un futuro prometedor, pero aún no son usados en acuicultura. Estas aproximaciones son potencialmente posibles en redes para jaulas cuando usan materiales conductores tal como estructuras de metal o nylon con cubiertas conductoras o con hebras conductoras incorporadas en las fibras. Con la tecnología actual este tipo de estrategia es factible, pero se necesita hacer que la industria tome estas materias primas y los procedimientos para fabricar las redes. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 46 Figura 22 – Izquierda: instalaciones para los experimentos de CRAB en TNO, con antifouling electroquímico. Derecha: cuerda de nylon protegida a través de campos eléctricos. 3.6 Conocimiento alternativas combinado de factores biológicos y estrategias Los acuicultores pueden utilizar las herramientas desarrolladas en la monitorización del biofouling y del plancton para planificar y anticipar los cambios y la limpieza del equipamiento Remoción de estructuras durante los periodos de mayores afloramientos de fouling De momento la captación de los datos base y patrones de afloramientos se hacía mensualmente que a pesar de algunas limitaciones cuantitativas, sugieren que el fouling en qué meses puede ser más abundante el fouling en términos de volumen o porcentaje de cobertura. La información obtenida por CRAB sugiere que esta estrategia puede ser practicada en latitudes altas, donde existe una baja acumulación de fouling, y existe estacionalidad de los afloramientos, comparadas con latitudes bajas donde los afloramientos no son periódicos. El tiempo de ubicación o cambios de las redes es importante principalmente para evitar el fouling. Los granjeros, pueden empezar con el stock en el otoño, y cambiar las redes en la primavera o a comienzos del verano cuando los peces son más grandes. La coordinación de periodos de afloramientos y cambios de las redes es una herramienta potencial para evitar los eventos de afloramientos y hacer cambios justo después de los afloramientos mayores y así hay menos riesgos de que las redes sean muy pesadas (por el fouling), después de la inmersión, permitiendo un tiempo más prolongado entre limpiezas. Los resultados de los datos base sugieren que este tipo de estrategia es más relevante en latitudes altas. • Sumergir la infraestructura minimiza los niveles de asentamiento Ya que es muy difícil y poco factible remover los bivalvos por largos periodos de tiempo, otras técnicas para evitar el fouling deben ser consideradas. En este escenario, el uso de contenedores Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 47 profundos o líneas de mejillones lejos de la superficie del agua, donde se concentran grandes cantidades de larvas de muchas especies de fouling, puede ser una estrategia que permita disminuir la presión del fouling sobre las infraestructuras y sobre el stock. Esto ha sido observado en estudios realizados con vieiras (11). Esta estrategia, no fue determinante en la mortalidad del stock y los niveles de fouling fueron reducidos. Sin embargo, esto sí afecto las tasas de crecimiento debido a la escasez de alimento (fitoplancton) en comparación con las aguas superficiales. Otra posibilidad, puede ser sumergir los contenedores en los periodos que se tengan identificados de mayor abundancia del fouling y acercarlos a la superficie en los periodos de baja presión del fouling y maximizar así las tasas de crecimiento. Este procedimiento puede ser maximizado bajando los contenedores al fondo donde predadores naturales pueden controlar al fouling. En Nueva Escocia, el combate contra la Ciona intestinalis ha sido desarrollado bajando las estructuras al fondo, donde, el cangrejo de roca Cancer irroratus depreda sobre la C. intestinalis. Sin embargo, el tiempo de exposición al cangrejo debió ser regulado, ya que, también el stock quedó expuesto a predadores como las estrellas de mar. Las limpiezas regulares (sin demasiada frecuencia con el fin de reducir la manipulación del stock), previenen y mantienen el stock saludable y mejora las tasas de crecimiento – ej. las esponjas y los mejillones que crecen como fouling en los contenedores de vieiras, pueden afectar el movimiento contra predadores u otros, de modo que incrementa el estrés del stock. Para mejillones (y otras especies de bivalvos), la limpieza regular incrementa la salud, crecimiento y rendimiento del stock. Sumergir las cuerdas previene el asentamiento secundario o lo disminuye en los periodos de máximo asentamientos. En ostras, dar la vuelta regularmente a sus jaulas (más durante el periodo de afloramiento del fouling), es una práctica que resulta en la disminución del fouling y ayuda al crecimiento de las ostras. Un importante factor en el manejo del biofouling, radica en conocer las condiciones locales en donde las instalaciones están situadas. Ello, permite predecir acertadamente la presencia de episodios de fouling, tal como los afloramientos de mejillones azules. Referencias utilizadas en la Sección 3 1) Willemsen P.R. 2005. Biofouling in European aquaculture: is there an easy solution? European Aquaculture Society Special Public. No. 35, pp. 82-87. 2) Barrie M. Forrest and Kathryn A. Blakemore. Evaluation of treatments to reduce the spread of a marine plant pest with aquaculture transfers. Aquaculture, Volume 257, Issues 1-4, 30 June 2006, Pages 333-345. 3) J. Garnham 1998. Distribution and impact of Asterias amurensis in Victoria IN: Proceedings of a meeting on the biology and management of the introduced seastar Asterias amurensis in Australian waters. 4) B.M. Forrest, G.A. Hopkins, T.J. Dodgshun and J.P.A. Gardner. Efficacy of acetic acid treatments in the management of marine biofouling Aquaculture, Volume 262, Issues 2-4, 28 February 2007, Pages 319-332. 5) Carver CE, Chisholm A, Mallet AL. Strategies to mitigate the impact of Ciona intestinalis (L.) biofouling on shellfish production. J Shellf Res 22:621-631 (2003). Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 48 6) Neil LeBlanc, Jeff Davidson, Réjean Tremblay, Mary McNiven and Thomas Landry. The effect of anti-fouling treatments for the clubbed tunicate on the blue mussel, Mytilus edulis. Aquaculture, Volume 264, Issues 1-4, 6 April 2007, Pages 205-213. 7) Colin K. F. Tan, Barbara F. Nowak and Stephen L. Hodson. Biofouling as a reservoir of Neoparamoeba pemaquidensis (Page, 1970), the causative agent of amoebic gill disease in Atlantic salmon. Aquaculture, Volume 210, Issues 1-4, 31 July 2002, Pages 49-58. 8) Pettitt ME, Henry SL, Callow ME, Callow JA, Clare AS. 2004. Mode of action of commercial enzymes on the settlement and adhesion processes used by cypris larvae of barnacles (Balanus amphitrite), spores of the green alga Ulva linza, and the diatom Navicula perminuta. Biofouling 20:299 – 311. 9) Daniel, A. Colour as a factor influencing the settlement of barnacles. Current Science 25:21-22 (1956). 10) Taki, Y., Ogasawara, Y., Ido, Y., Yokoyama, N. Colour factors influencing larval settlement of barnacles, Balanus amphitrite subspp. Bulletin of the Japanese Society of Scientific Fisheries 46(2):133-138 (1980). 11) Grecian, L. A., G. J. Parsons, P. Dabinett & C. Couturier. Influence of season, initial size, depth, gear type and stocking density on the growth rates and recovery of sea scallop, Placopecten magellanicus, on a farm-based nursery. Aquacult. Int. 8:183-206. (2000). Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 49 4 Estrategias prometedoras y posibles iniciativas a futuro El proyecto CRAB ha combinado tres dimensiones 1) Un acercamiento científico, al desarrollo mejorado de nuevas estrategias en el control del biofouling 2) Un acercamiento a través del manejo mejorado y demostrado del PYMEs de las estrategias existentes en el control del biofouling. 3) Un acercamiento a través del estudio y de la demostración y/o pruebas de los métodos. Subrayando estas dimensiones se conforma la línea base de los estudios científicos, creando conocimiento necesarios a cerca del biofouling marino en la acuicultura alrededor de Europa. Las necesidades actuales de la acuicultura son encontrar nuevas estrategias en el control del biofouling basado en conceptos ambientales, y más específicamente en la necesidad de minimizar los impactos. El presente el estado de la cuestión en las estrategias anti-fouling, ha sido presentado junto con la valoración que CRAB realizó para estas estrategias. Conceptos claves • El biofouling, persiste como una barrera práctica y económica al desarrollo de una acuicultura competitiva. Es necesario, buscar soluciones sostenibles y efectivas en costebeneficio para el problema del fouling. • El proyecto CRAB, no ha sido capaz de entregar soluciones completas, pero sí ha mostrado mejoras potenciales a los sistemas existentes. • Existen grandes diferencias en los costos del control del biofouling en Europa, e incluso entre PYME y PYME dentro de cada país se subraya la necesidad de enfocar mejoras. L • La limpieza, se realiza a través de diversos métodos que son los más utilizados por los países, y que son llevados a cabo por cada compañía, o por un conjunto de compañías entrenadas por los productores. Estrategias prometedoras a corto plazo • El uso de las siliconas, es una prometedora tecnología pero aún existen cuellos de botella que son necesarios solucionara antes de que estén disponibles. Nuevos materiales, tales como siliconas incorporadas en cubiertas liberadoras de fouling pueden probablemente ser usadas en combinación con limpieza mecánica y/o sistemas primarios de alarma. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 50 • La aproximación realizada en las estrategias con colores no es lo suficientemente efectiva por si sola, pero puede ser usada en combinación con otras estrategias (ej. como cubiertas liberadoras de fouling con colores antifouling). • Los controles biológicos, han mostrado prometedores avances y podrían usarse en pruebas iniciales por los acuicultores. Es posible, que en algunas localidades las condiciones ambientales favorezcan el uso de pastoreadores. Barreras potenciales y estrategias a largo plazo • Las cubiertas basadas en el cobre y con biocidas son las que actualmente están disponibles, sin embargo se han identificado prometedores desarrollos particularmente con las siliconas. • Nuevos sistemas de cubiertas con ingredientes activos (biocidas o sistemas basados en productos naturales), no han sido desarrollados específicamente para la acuicultura, dados los altos costos de registro. Sin embargo, dado que estos se han desarrollado en el sector naval, estos también pueden tener aplicaciones en la acuicultura. • El desarrollo de aproximaciones a través de la nanotecnología en el control del biofouling son prometedores aunque no todavía para la industria de la acuicultura. Los mayores beneficios, es que no poseen componentes activos, de modo que no es necesario su registro. Las técnicas y tecnologías están aún en fases iniciales, su eficacia y costos están aún lejos de ser óptimos. Esta situación, hace que en el futuro se espere con altas expectativas. • Los antifouling electroquímicos, en principio han sido probados y demostrados. Las limitaciones de CRAB, y el reto pendiente es la aplicación en jaulas para peces. Los costos, asociados a esta estrategia la hacen ser un acercamiento poco probable. Investigaciones en curso • Algunos de los proyectos de investigaciones en curso en el área del antifouling son llevados por ONR www.onr.navy.milandAMBIO (www.ambio.bham.ac.uk). Estos son específicamente sobre siliconas: costos, aplicaciones, restricciones, y fuerza mecánica. Información compartida Para el mantenimiento del espacio creado por CRAB, se han propuesto las siguientes iniciativas: • La página Web de CRAB tiene a disposición información relevante del desarrollo y progresos de las “buenas prácticas en el control del biofouling en Europa”, obtenidos de diferentes granjas y especies. Esta base de datos, debiera ser construida y regulada con la incorporación de nuevos conocimientos y experiencias. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 51 • El establecimiento, de redes de trabajo entre las instituciones científicas en la investigación del biofouling en la acuicultura y/o biofouling marino en general. • Respecto, a la fuerte competencia entre instituciones de investigación e industria (PYMEs) y la búsqueda de instituciones que encuentren soluciones al biofouling marino, la Conferencia Europea de bio-fouling marino puede generar resultados prometedores – posiblemente organizada por la Sociedad Europea de Acuicultura, con el soporte de la Federación Europea de Acuicultores Productores y la Asociación Europea de Productores de Moluscos. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 52 5 Empresas asociadas a CRAB Asociaciones Sociedad Europea de Acuicultura Federation Europea de Acuicultores y Productores Asociación Irlandesa de Cultivadores de Salmones Federación Noruega de Alimentos Marinos – División Acuicultura www.easonline.org www.feap.info www.ifa.ie www.fhl.no Proveedores de RTD TNO Ciencia y industria (NL)* www.tno.nl Colegio Universitario de Cork (IRE) www.ucc.ie Universidad de Newcastle, Tyne (UK) www.ncl.ac.uk Aquafish Global (ES) (CRAB, en Diciembre 2005) PYMEs AquaTT UETP Ltd (IRE) James Newman - Crookhaven Fisherman’s Association (IRE) Curryglass Enterprises Ltd (IRE) Fastnet Mussels (IRE) Lakeland Marine Farms Ltd. (UK) Boris Net Company Ltd. (UK) King's Lynn Fishing Industry Co-operative Ltd. (UK) (left CRAB consortium in March 2005) Materials Innovation Centre (NL) Alevines Y Doradas SA (ES) Promociones Marsan SL (ES) CUDOMAR S.L. (ES) (left CRAB consortium in June 2005) Quinta Formosa, Produçoes Aquicolas, Lda (PT) Sagremarisco Lda (PT) Viveiros Ana Manjua Unipessoal Lda (PT) Val Akva (NO) Bømlo Skjell AS (NO) * CRAB Coordinador – Peter Willemsen peter.willemsen@tno.nl Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 53 6 Anexo I – Criterios de rendimiento de CRAB para estrategias antifouling Este documento, define los criterios de las estrategias antifouling desarrolladas por CRAB. Estas incluyen un amplio rango de aspectos que engloban la eficacia del fouling, la integridad de las cubiertas, mortalidad, durabilidad, aplicabilidad, eficacia económica y marketing. Este documento, pretende servir de guía y soporte de herramientas para que los acuicultores productores que están interesados en probar algunos productos comerciales puedan hacerlo en sus lugares. Esta información, esta basada en la literatura y en la información recopilada de cuestionarios y descubrimientos llevados a cabo por la iniciativa CRAB, y realizados a productores de peces y moluscos. Introducción El biofouling, nunca puede ser reducido a cero, pero existe una necesidad de definir los niveles aceptables de fouling en los materiales de la acuicultura, como también en los stocks de especies. En otras palabras, definir el rango de acción de la mayoría de las estrategias antifouling orientadas al control del biofouling. Creemos en la necesidad de establecer un criterio aceptable que ayude a definir la mejor estrategia antifouling, en base a la reducción del fouling. Debido, a la naturaleza y modo de acción de las diferentes estrategias antifouling, no podemos confiar solo en un criterio de rendimiento. Este debe de ir acompañado de un amplio espectro de factores relacionados al biofouling, que en una vía o en otra traten el problema clave: el control/reducción del biofouling. Criterios de rendimiento Las estrategias antifouling (EA), han sido ampliamente desarrolladas en CRAB y han sido dirigidas a los usuarios finales a través de un amplio rango de especificaciones. Las principales categorías de especificación son los costos, aplicaciones, y rendimientos del antifouling que afectan sobre todo al stock. Además, la solución de las EA es traer eficacia al sistema, incrementar la comercialización de los productos, promover equipos útiles para la acuicultura y adoptar prácticas sostenibles y funcionamiento efectivo. Los criterios de rendimiento más relevantes para los productores son resumidos en la siguiente tabla. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 54 Criterios clave de rendimiento Criterios de rendimiento Descripción 1. Eficacia del fouling Reducción e inhibición del fouling. Efectos de los tratamientos contra los tipos de fouling. Criterios específicos para sectores específicos. 2. Adhesión del biofouling Fuerzas de adhesión. Facilidad de las operaciones de limpieza. 3. Aplicación Propiedades de las aplicaciones (fácil aplicación, tiempo de secado, intervalos de las cubiertas). 4. integridad de las cubiertas Cubiertas de adhesión, condición e integridad. 5. Durabilidad Periodo de tiempo funcional del antifouling. 6. Costo Soluciones abordables. 7. Funcionamiento del equipo Efectos en el rendimiento de los materiales y en la infraestructura. 8. Mortalidad Efectos sobre el stock de cultivo. 9. Marketing Calidad del producto, especialmente en granjas de moluscos. 10. Eficiencia económica Reducción de las labores y de otros costos directos. 11. Sostenibilidad Compatibilidad ambiental, soluciones no-tóxicas, estatus regulador. 12. Compatibilidad con otros métodos Compatibilidad con otras estrategias antifouling. Efectos acumulativos Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 55 Descripción de los criterios de rendimiento Eficacia del fouling – Evaluación de la reducción de la cobertura sobre superficies del biofouling (blandos o duros). La eficacia de las tecnologías esta basada en los cambios en la composición o en las densidades de las comunidades de fouling. El rendimiento de los antifouling puede alcanzar altos niveles de reducción del fouling, o incluso su desaparición. La reducción del fouling debe apuntar a los diferentes tipos de organismos que lo componen y que son un problema en toda Europa. Se han identificado 5 tipos principales de especies (mejillones, algas, gusanos tubícolas, ascideas, cirrípedos). Para las especies de fouling duros (mejillones, cirrípedos), las tecnologías de cubiertas inhibieron y redujeron sus asentamientos; para las especies de fouling blandas su asentamiento también puede ser inhibido considerablemente. Pero en ambos casos, las tecnologías pueden reducir el área de cobertura del fouling hasta en un 1020%. Los criterios de rendimiento son diferentes entre la industria de los moluscos y de peces. El efecto de los antifouling en moluscos debe de ser aproximadamente de 2 magnitudes de eficiencia, mientras que en peces un incremento de hasta 3 magnitudes es aceptable. Estas especulaciones, son orientadoras y más bien conservadoras. Adhesión del biofouling – Para los sistemas de control del biofouling, el rendimiento se optimiza con las operaciones de limpieza: las estrategias antifouling apuntan a debilitar las fuerzas de adhesión de los organismos del fouling en los sustratos, facilitando y reduciendo las operaciones de limpieza. Por lo tanto, una tecnología con un rendimiento aceptable tiene que lograr la optimización de las prácticas de limpieza. Aplicación – Los métodos de aplicación es otro factor que se adiciona al rendimiento de los antifouling. La aplicación de los tratamientos antifouling debe ser fáciles de aplicar, tener un tiempo de secado rápido y no afectar negativamente la integridad de la aplicación. Integridad de la cubierta – Las tecnologías de cultivo, tienen que poseer un buen mecanismo de adhesión para que las cubiertas no pierdan aplicación. El rendimiento en estos casos se mide en función de la adhesión y de su integridad. La integridad de las cubiertas es variable y se relaciona con los diferentes aditivos para cada cubierta. Los criterios para un mal rendimiento son la pérdida de la cubierta y su fragilidad, que resultan en el agrietamiento y pérdida de la cubierta. Un buen rendimiento de las cubiertas puede ser medido en función de la maleabilidad, resistencia y persistencia evitando las roturas y pérdidas de material. Durabilidad – Otro factor que define el rendimiento de estas tecnologías, es la durabilidad de las cubiertas antifouling. Este depende, del tipo de tecnología antifouling y también de las condiciones locales tal como la presión del fouling. Los productos adecuados aplicados para moluscos o cubiertas de redes para peces, deben tener una durabilidad mínima de al menos una temporada/1 año. Costo – El costo de comprar tecnologías anti-fouling debe de ser considerado: esta tecnología es asequible a pequeña escala por los productores. En un amplio sentido, el costo por litro, los costos de aplicación, la eficacia y durabilidad tienen que ser evaluados. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 56 Funcionamiento del equipo – El rendimiento del antifouling tiene que ser también medido en términos del rendimiento de la infraestructura de las instalaciones (redes, jaulas, cuerdas). El bajo rendimiento de las tecnologías, produce más frecuentemente grietas, roturas, y distorsión del material. Con el fin de evaluar el rendimiento físico de los equipamientos, se realizarán pruebas mecánicas e inspecciones visuales del equipamiento de acuicultura tratado o con cubiertas de tecnología antifouling. Mortalidad – Un importante factor a controlar, es el potencial efecto que las soluciones antifouling puedan tener sobre el stock. Los criterios de rendimiento son simples: mínimas mortalidades en los sistemas de cultivos (moluscos o especies de peces). Es también importante, que los productos de las cubiertas no deterioren la calidad del agua, que puede indirectamente afectar al stock. Comercialización – La comercialización también puede ser medida en términos de reducción de los costos. El efecto de los tratamientos con antifouling, puede provocar una disminución de los costos y de otros costos directos atribuidos al manejo del biofouling. Los cuestionarios elaborados por CRAB, revelaron que las granjas buscan una disminución de las horas-hombre (>50%) y de los costos (>40) por año, entre un 52% y 43%. Este criterio de rendimiento es muy difícil de llevar a la baja, pero los modelos realistas predicen una mejora de la eficiencia económica a partir de estas tecnologías. Sostenibilidad – Un rendimiento aceptable de las estrategias antifouling, está en el uso de estrategias ambientalmente poco agresivas (sin biocidas) y bajo un estatus regulador consistente. El uso en el ambiente marino de estas tecnologías no debe impactar la calidad de las aguas ni generar efectos nocivos en el ambiente. Compatibilidad con otros métodos – Bajo este factor, es relevante conocer si las tecnologías antifouling pueden ser compatibles con otros métodos de control del fouling (ej. compatibilidad entre las cubiertas y los métodos de limpieza). Un acercamiento aceptable es aquel capaz de combinar dos o tres estrategias antifouling compatibles sinérgicamente. El efecto acumulativo entre las estrategias puede culminar en un óptimo rendimiento de las estrategias. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 57 7 Anexo II – Protocolo de CRAB para medir el antifouling Este protocolo fue preparado para las PYMEs de acuicultura dentro del proyecto CRAB, y fue estandarizado para poder medir el biofouling en diferentes lugares, y así contribuir al estudio básico reportado en la sección 2 del documento principal. Este anexo trae consigo lo más relevante de las secciones del protocolo, pero no todos los detalles exigidos por las PYMEs dentro del proyecto CRAB (etiquetado, embalaje, y envíos para análisis) son enseñados aquí. Las superficies estándar, utilizadas para el asentamiento fueron paneles de PVC de 20cm x 20cm. El PVC, es un material ampliamente utilizado en la biología marina para los estudios de reclutamiento, de esta forma es un material robusto, estándar, y relativamente barato. Los paneles fueron de 3mm, de color azul, y rugosas para permitir el máximo de adhesión de las especies de biofouling. Los paneles, fueron unidos utilizando amarra-cables. Las monturas (estructuras), fueron montadas en el mismo sitio de manera que fueran fáciles de revisar y de remover cada mes, y lo suficientemente seguras durante el mal tiempo. Estudios preliminares sugieren el uso de cañerías ABS, y una soldadura suave (en el experimento era fuerte). Las estructuras experimentales montadas pueden ser determinantes en el conocimiento de las condiciones de los diferentes sitios. Las instalaciones de panel, nos permiten hacer mediciones a corto plazo (asentamiento) y a largo plazo (sucesión), lo que determina la extensión y cómo las comunidades de biofouling cambian en el tiempo. Estos estudios básicos son importantes para determinar la estrategia antifouling a utilizar en lugares particulares. Reclutamiento a corto plazo • El objetivo principal de este experimento es identificar a corto plazo las especies de fouling en superficies nuevas. • Este tipo de experimentos a corto plazo permite repetirlo todos los meses. • La repetición mensual permite la identificación de los periodos críticos de fouling. • Las instalaciones experimentales consistieron en dos montajes de cinco paneles cada una. Sucesión a largo plazo El objetivo principal de este experimento a largo plazo fue identificar las especies de fouling que se asientan sobre una comunidad existente de fouling Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 58 Las especies que se van asentando, pueden ser diferentes que las especies asentadas sobre nuevas superficies (como en el experimento a corto plazo), esto puede ser crítico para las estructuras que permanecen sumergidas durante largos períodos de tiempo. • La identificación de periodos críticos de fouling, y sus especies relevantes. • Las instalaciones experimentales consistieron en diez estructuras con cinco paneles cada una (total de 50 paneles). Cada seis meses, dos de ellas (10 paneles) fueron removidas permanentemente para los análisis experimentales de la estructura de las comunidades y cambios en la dominancia de especies. De esta manera, la sucesión puede ser medida sobre un periodo de 30 meses, lo que nos permite obtener información necesaria para determinar la sucesión a largo plazo. Construcción y atado de los paneles En el siguiente apartado, se especifican los materiales y la metodología necesaria para la construcción de las estructuras. Para, la realización de estos experimentos es necesario construir 12 de ellas. • • • • • • • 2 tuberías de ABS, 17.3 cm. long, 40 Mm. 10 tuberías de ABS, 15.5 cm. long, 40 Mm. 10 tuberías de ABS, 13.5 cm. long, 40 Mm. 12 tuberías de ABS, 6 cm. long, 40 Mm. 4 codos de ABS 90°, 40 Mm., 20 piezas T de ABS, 40 Mm. Pegamento solvente Amarra-cables (negros, 4.8 Mm. ancho, al menos 25 cm. largo) Las estructuras terminadas pueden ser vistas en la figura 1. El siguiente apartado es el paso a paso de cómo instalar una de ellas. 1. Antes de comenzar el ensamblaje de las piezas, es necesaria una lectura de todos los pasos a seguir. 2. Hay que controlar que los agujeros de drenaje estén orientados lateralmente cuando la estructura se sitúe en los fondos. Estos agujeros permitirán la entrada o salida del agua cuando la montura este en el agua. Controlar el secado rápido del pegamento. Esto implica trabajar rápidamente en el ensamblaje de las piezas. 3. Pegar, con pegamento dos de los codos de de 90º y una de las tuberías de 17,3 cm. Estos serán los finales de las monturas. 4. Pegar a una tubería de 13,5cm (marca verde) dos piezas T, y repetir este procedimiento 10 veces. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 59 5. Armar la montura como los eslabones de una escalera. Comenzar con una de las combinaciones finales. 6. Pegar junto a los finales (a los codos de 90º), las tuberías de 6 cm. 7. Pegar a éstas una combinación con las piezas T. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 60 8. 9. 10. 11. Pegar a las piezas T, una tubería de 15,5 cm. (marca azul). Pegar a estas, otra combinación de piezas T. Pegar a las piezas T, una tubería de 6 cm. Repetir los pasos 7 al 10, hasta tener una montura con 5 unidades experimentales (grandes espacios) (Figura 1). 12. Pegar la segunda combinación final. 13. Ahora, repetir este procedimiento para 11 monturas más como esta. Las monturas, necesitan una remoción regular del fouling. Tener cuidado en no limpiar los paneles Paneles: Paneles para las unidades experimentales. Son necesarios 5 paneles por montura. Ubicación de las monturas Desplegar las monturas en el terreno, una seguida de la otra y permitir una distancia máxima entre las monturas de 1 m. Tener cuidado y proteger los paneles contra vandalismo, trafico de embarcaciones, gente curiosa, etc. Los paneles tienen que estar a 2 m de profundidad, verticales en la columna de agua, todas las caras externas de los paneles deben estar orientadas en la misma dirección, y deben de ser fácilmente asequibles para los muestreos. Se necesitará atar pesos a las monturas, de modo que los paneles no sean arrastrados por las corrientes (Figura 1). Las cuerdas pueden necesitar protección contra la abrasión. Si es posible, poner las armaduras dentro del área donde se concentra el fouling. Si las jaulas, contenedores, o bandejas, están flotando y están siempre a la misma profundidad hay que desplegar las monturas para que estas siempre permanezcan a 2 m. de profundidad. Si la explotación cambia de profundidad con los cambios de marea, se necesitará desarrollar experimentos que consideren las variaciones de marea de modo que se mantengan las armaduras a una profundidad promedio de 2 m. Es importante asegurar que las estructuras y paneles no sean perturbados durante el periodo experimental y los muestreos. No tocar la superficie externa del panel durante los muestreos. No poner fuera del agua otro panel que no sea el muestreado. Muestreo: Cada mes hay que muestrear todos los paneles. Principalmente hay que tomar una foto de cada panel, medir la abundancia de crecimiento y el peso de cada panel. Los muestreos consisten en: 1. Tomar una foto de cada panel: Referirse a la guía de “como tomar fotos”. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 61 2. Medir el grosor del crecimiento del fouling para cada panel: Referirse a la guía de “como medir crecimiento” 3. Pesado del panel: Referirse a la guía de “como tomar el peso de un panel”. Por favor, seguir los siguientes métodos de muestreo: 1. Sacar la primera montura fuera del agua. Remover solo una montura a la vez, evitar la muerte o daño a los animales, algas que están sobre los paneles por perdida de agua, o estrés por calor. 2. Comenzar el muestreo con el primer panel. Siempre trabajar en un solo panel para evitar la mezcla de paneles. Es esencial, que los paneles del experimento de larga duración sean reubicados en el mismo lugar dentro de la armadura o estructura. 3. Tomar una foto del panel. 4. Medir el grosor del crecimiento del biofouling sobre el panel. 5. Remover el panel de la armadura cortando los amarra-cables. Rascar todo lo que ha crecido detrás del panel (superficie posterior del panel). Pesar el panel. 6. Dependiendo del experimento, colocar el panel en el mismo lugar que ha sido sacado, o reemplazar el panel por uno nuevo. Experimento a corto plazo (Experimento de Reclutamiento): • • Poner el panel pesado en un recipiente plástico (tipo zip-lock), para el análisis e identificación de las especies de fouling. Almacenar en un lugar frío. Adicionar un nuevo panel (con la superficie rugosa, y pesado), unir con amarra-cables. Experimento a largo plazo (Experimento de Sucesión): • • Después del muestreo, poner el panel pesado nuevamente en la armadura en su mismo lugar. A los seis meses de muestreo, proceder con los paneles que han sido constantemente removidos del agua, de la misma manera que con los paneles del experimento a corto plazo. Poner el panel pesado en un recipiente zip-lock o en algún recipiente plástico similar, para el análisis e identificación de las especies de fouling. Almacenar en un lugar frío. • Los paneles que están en las monturas, y que no han sido permanente removidos de agua, tienen que ser colocados en el mismo lugar en el que estaban antes. Preparación de la cámara • • • Revisar que las baterías estén completamente cargadas, y si se quiere, tener baterías de repuesto. Asegurarse de la limpieza de las lentes. ¡Cuidado con arañar las lentes! Limpiar las lentes solo con telas suaves. Si se dispone de un lugar para realizar los experimentos. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 62 • adjuntar la cámara a un soporte con tornillo. Cámara Tornillo Guía Distanciador Panel de PVC Marco El soporte con la cámara, debe de ser ubicado al lado sobre el panel. Toma de fotos 1. Sacar la armadura del agua, fijar la distancia del soporte con el primer panel, ubicar el soporte (con la cámara) sobre el lado expuesto del panel. 2. Asegurarse, de que la lente de la cámara esté en paralelo con el panel, usando la guía de distancia del soporte. El lado menor de la cámara, tiene que estar en paralelo con la guía. 3. Encender la cámara, y seguir el siguiente procedimiento: • Fijar la distancia en la posición lejana • El número de píxeles registrados debe de ser el más alto. • El nivel de calidad debe de ser *** (el mejor). 4. Presionar el botón del obturador hasta sentir resistencia. Dejar el botón presionado, la cámara se esta ajustando. Cuando aparezca una luz verde (seguida del enfoque), presionar el botón totalmente y la foto será tomada. 5. La foto recién tomada aparecerá en la pantalla de LCD de la cámara durante pocos segundos. Por favor, asegurarse de que la foto haya sida correctamente tomada (foco, luminosidad, etc.). 6. Si la calidad de la foto no es buena, eliminar la foto y tomar una nueva foto al mismo panel. Repetir, si todavía no se está satisfecho de la foto. 7. Remover el soporte (junto con la cámara) del panel. 8. Repetir el procedimiento hasta tener fotos de buena calidad de todos los paneles. Medidas del grosor de crecimiento del fouling El grosor de crecimiento del fouling sobre los paneles es medido a fin de tener una idea del volumen actual del fouling. Seguir este procedimiento con todos los paneles: Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 63 Con el panel aún en la armadura, y en posición horizontal, usar un pie de rey (ver gráfico) para medir la altura del fouling sobre la superficie expuesta del panel (por el lado en que se saca la foto). Hacer lo siguiente: • • • • • • Excluir el borde de los paneles (2 cm. alrededor), para evitar cualquier efecto de los “bordes”. Al azar, tratar de seleccionar sin criterio específico el área a medir. Tomar cuidadosamente el pie de rey cuando se vaya a medir, colocarlo hacia la derecha y ortogonalmente sobre la superficie de los paneles. Medir a la derecha del pie de rey. Tomar tres medidas al azar de lugares diferentes del panel, y escribir todas las medidas con el código del panel y el número de la medida en una hoja. Manipular con cuidado para no dañar las algas y los animales del panel mientras se realizan las medidas. Altura medida en mm Vernier Panel de PVC Marco Altura medida Medida de la altura del fouling sobre los paneles con un pie de rey Pesado del panel Cada panel es pesado a fin de determinar el peso del fouling (su biomasa). Seguir el siguiente procedimiento para todos los paneles. 1. Después de haber tomado las fotos y de haber medido el grosor de crecimiento del fouling, sacar el panel de la armadura (cortando los amarra-cables). 2. Recordar cual es el lado expuesto del panel (que es el que nos interesa). 3. Raspar el fouling del lado protegido del panel, sin perturbar o dañar el fouling del lado expuesto. 4. Pesar el panel en la balanza que se haya traído, tener cuidado de no poner el panel con el lado expuesto sobre la plataforma de la balanza. 5. Escribir el código del panel y su peso (un solo digito detrás del punto), en la hoja de registros. 6. Devolver el panel a su posición original (si el experimento es el de armaduras que son removidas periódicamente). 7. Unir el panel a la armadura, con 8 amarra-cables. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 64 8. Tener cuidado de mantener la hoja de anotaciones en un lugar seguro. ¡No se vaya a perder! Identificación y análisis de la muestras En la iniciativa de CRAB, los paneles y los datos fueron analizados por profesionales usando técnicas específicas adoptadas para este estudio. Los costos de hacer esta rutina fueron prohibitivos para algunos lugares. Una posibilidad es que un estudiante en prácticas en acuicultura realice estas labores – quizá como prácticas del programa local de su escuela o instituto de educación superior. • • • Las hojas de anotaciones de CRAB (ver www.crabproject.com), proporcionan ayuda en el análisis de las principales especies de biofouling encontradas en Europa. Se pueden diseñar gráficos, donde se puedan ver como el peso húmedo varía en el tiempo. Otros gráficos y figuras similares, son mostrados en el documento principal y desarrollados para indicar las sucesión de especies de fouling a lo largo periodo prolongado de tiempo. Mejoras Prácticas Europeas en Acuicultura y Biofouling 65
