Integración de tecnologías para la eficiencia y sustentabilidad de procesos productivos

La industria del salmón en Chile se encuentra en un punto de inflexión biológico y tecnológico, donde el uso del fotoperiodo artificial y su integración con variables ambientales y productivas resulta clave para el desempeño y bienestar de los peces.

La industria del salmón en Chile se encuentra en un punto de inflexión biológico y tecnológico. Históricamente, el modelo productivo ha priorizado la reducción de los tiempos de cultivo mediante el uso intensivo de herramientas biotecnológicas, entre las cuales la manipulación del fotoperiodo destaca como una de las más influyentes [1, 2].

La aplicación de regímenes de luz artificial, en particular la luz continua (24:0 o LL), ha sido una herramienta clave para acelerar el crecimiento somático e inhibir la maduración sexual precoz (grilsing), fenómeno que deteriora la calidad del filete y genera pérdidas económicas relevantes [3, 4]. Su uso está ampliamente documentado tanto en la industria como en la literatura científica.

Los salmónidos son la principal especie en la acuicultura donde se emplea iluminación artificial extendida, lo cual se explica por su origen en latitudes extremas del hemisferio norte, como el centro de cultivo Tromsø (69°N), Noruega, donde durante el verano se registran periodos cercanos a 24 horas de luz natural. Es así como el salmón del Atlántico (Salmo salar) está biológicamente adaptado para enfrentar incrementos marcados en la duración del fotoperiodo como parte de su historia evolutiva [5, 6]. A partir de esto, se empezaron a hacer estudios utilizando luz continua en especies como la trucha arcoíris y el salmón del Pacífico en los años 1980-1990 [7, 8]. Si bien no está bien documentado cuándo, exactamente, se empezó a usar la luz continua para la producción comercial, se sabe que ha sido, y sigue siendo utilizada mundialmente por los productores.

La industria chilena ha adoptado históricamente el régimen 24:0 como una herencia técnica importada de Noruega junto con lo encontrado en la literatura respecto al tema. En el contexto chileno, no existen condiciones naturales de fotoperiodo 24:0, ya que las latitudes no alcanzan los extremos observados en Noruega. Durante el verano, la Región de Los Lagos (41,4°S) presenta 15 horas de luz, Aysén (45,4°S) 15,5 y Magallanes (53,1°S) 17. Esto implica que el uso de fotoperiodo continuo en Chile representa una condición artificial distinta a la experiencia ambiental natural de los peces [9].

La exposición prolongada a la luz continua, especialmente fuera de un contexto ambiental controlado, puede generar efectos negativos sobre el bienestar animal cuando no se consideran variables como la intensidad lumínica, el espectro de luz, la duración total del tratamiento y las ventanas de recuperación de oscuridad [10, 11]. En este sentido, el fotoperiodo 24:0 no debiera entenderse como una herramienta neutra, sino como una intervención fisiológica que requiere diseño, medición y control.

El desafío actual para la industria no es definir si se utiliza o no iluminación continua, sino cómo, cuándo y por cuánto tiempo se aplica, integrando criterios productivos con consideraciones de bienestar animal, fisiología y adaptación ambiental. Las horas de luz por sí solas no son suficientes: la cantidad y calidad de la luz disponible bajo el agua son factores críticos al momento de planificar un régimen de fotoperiodo artificial.

A partir de 18 proyectos de investigación y cientos de mediciones de luz realizadas bajo el agua, el equipo de I+D de Bioled ha determinado que las características físicas de los centros de cultivo, como salinidad, temperatura y especialmente la turbidez, cumplen un rol determinante en la cuantificación de la luz disponible. Cada ubicación geográfica presenta condiciones únicas, y es la interacción de estas variables la que define el éxito en la aplicación de un régimen de fotoperiodo.

En Chile, previo a la crisis del virus ISA, los cultivos de salmón del Atlántico en agua de mar se realizaban sin un manejo de iluminación artificial, los ciclos productivos duraban entre 18 y 22 meses. Tras la epidemia, la necesidad de abastecerse de ovas certificadas como libres del virus impulsó cambios relevantes en la selección genética. Como consecuencia de estos cambios, se observó un crecimiento acelerado causando también una pubertad acelerada, lo cual se vio reflejado en peces de talla muy pequeña con un alto desarrollo gonadal en la fase de agua dulce. Las primeras cosechas post ISA, aun sin fotoperiodo, presentaron altos índices de madurez precoz. Bioled, con la experiencia teórica y práctica obtenida en esos años, para resolver este problema recomendó la aplicación de los mismos regímenes de fotoperiodo descritos en la literatura científica y utilizados en Noruega, Canadá y el Reino Unido. Se implementó luz continua (24:0), encendiendo las luminarias desde el solsticio de invierno hasta el solsticio de verano durante el segundo invierno en el mar [10]. Paralelamente, se desarrolló un protocolo de medición manual de luz, estableciendo como criterio operativo que al menos el 80% del volumen útil de la jaula se mantuviera sobre un umbral mínimo de 0,016 W/m2 de irradiancia [12]. Con este enfoque, la madurez observada se redujo desde valores cercanos al 34% hasta aproximadamente 15%. El análisis posterior de los peces maduros reveló que no todos correspondían a grilse. Un número significativo presentaba mala condición corporal y lograba sobrevivir hasta la cosecha sin alcanzar el peso promedio de mercado, generando una alta dispersión de biomasa. Los variados manejos y traslados, debido a las diferentes ubicaciones geográficas y tipos de pisciculturas, generaban en los peces falsas señales de luz y temperatura, produciendo, como consecuencia, un crecimiento gonadal significativo en esta fase [13].

Ajustes del modelo productivo y control de la madurez

Se observaron smolt perfectamente plateados con desarrollo gonadal, los cuales eran trasladados al mar donde experimentaban atrofia folicular. La mayoría lograba recuperarse, sin embargo, otros seguían madurando transformándose en Jack de agua de mar. Bioled hipotetizó que el problema se originaba en la fase de agua dulce, proponiendo un nuevo régimen de fotoperiodo en el mar. Este fue un hito para la industria chilena y es el que en la actualidad se sigue usando, el cual consiste en recibir a los peces con luz continua, desde la siembra hasta la cosecha. Con este manejo, la madurez disminuyó desde un 15% hasta un 1%, y se vio un incremento en el crecimiento entre 13 y 20%. En paralelo, la industria optimizó la estrategia de alimentación mediante dietas de alta energía y micro-raciones constantes, consolidando una tríada basada en fotoperiodo, nutrición y genética.

Hacia una acuicultura de precisión

Actualmente, la industria avanza hacia la acuicultura de precisión, donde el bienestar animal y la sustentabilidad, incluida la eficiencia energética, son variables centrales. En este marco, la comunidad científica ha discutido la incorporación de periodos de oscuridad en los regímenes de fotoperiodo. Desde la perspectiva de Bioled, el desafío no es simplemente “apagar la luz”, sino diseñar regímenes que mantengan el control de crecimiento y madurez incorporando una noche real, medible y adaptada a cada condición productiva. Regímenes como 20:4 ó 14:10, alineados con estándares orgánicos de la Unión Europea [14], ya han sido implementados en Chile sin diferencias significativas en los principales indicadores productivos respecto al 24:0.

Para desarrollar esta estrategia a escala industrial, Bioled cuenta con el sistema de automatización SAB, que integra un sensor sumergible de irradiancia. Este sistema ajusta automáticamente la potencia de las luminarias para mantener niveles constantes de luz bajo el agua, compensando variaciones de turbidez, biomasa y condiciones ambientales. Además, permite aprovechar la luz natural diurna, reduciendo la potencia y generando ahorros energéticos de hasta un 40%, junto con rampas de atenuación que simulan amaneceres y atardeceres, reduciendo el estrés del cardumen.