La integración del ultrasonido en centros de cultivo

Dos iniciativas chilenas destacan por su indagación científica en el desarrollo de tecnologías vinculadas al ultrasonido para la disminución de la Caligidosis, enfermedad producida por el ectoparásito copépodo Caligus rogercresseyi, comúnmente llamado piojo de mar. Ambos desarrollos, en etapa experimental, constituyen una alternativa complementaria a la utilización de fármacos, aportando además a la reducción de baños con productos químicos como peróxido de hidrógeno o piretroides, según sus creadores.

Desarrollo en Chile con miras a largo plazo

El proyecto de ultrasonido de la firma Usonic nace en el año 2010, por iniciativa de Sergio Cartagena y Rodrigo Prado, quienes aseguran haber escogido el tema del Caligus como un desafío personal. La iniciativa los hizo acreedores del Premio del Año a la Innovación y Liderazgo de GOAL 2014, entregado por la Global Aquaculture Alliance (GAA) en Vietnam.

En una primera etapa, la investigación apuntaba al desarrollo de tecnología antifouling para las redes utilizadas en salmonicultora. A raíz de este proyecto, financiado por la Corporación de Fomento a la Producción (Corfo), trabajadores de los centros de cultivo notaron que el ultrasonido también tenía un efecto claro sobre la población de Caligus. El siguiente paso fue realizar experiencias en laboratorio, acuarios y estanques pequeños, donde se comprobó que el efecto era medible y positivo para el control del parásito.

El proceso de control del Caligus ha demostrado ser multifactorial, revelaron desde Usonic, siendo afectado por factores externos y ambientales, tales como corrientes marinas, vientos, lluvias, la época del año, luz, temperatura y salinidad del agua, además de la re-infestación propia y de centros vecinos, influyendo también la forma de aplicación de la tecnología y factores no descubiertos hasta ahora.

“El ultrasonido posee un potencial aún inexplorado. Falta casi todo por hacer. En realidad lo único que sabemos es que su aplicación produce un claro efecto, pero no hemos sido capaces de determinar las frecuencias más letales ni la intensidad. Tampoco se ha desarrollado el tema de las trampas, utilizando luces para atraer los Caligus a la zona de cavitación, lo que hará al sistema mucho más letal aún. La Industria salmonicultora ha perdido un tiempo valioso”, afirmó Rodrigo Prado, director de Usonic.

El rango efectivo del sistema de Usonic aún está por determinarse, aunque estiman que la aplicación del ultrasonido en las frecuencias e intensidades actuales no va más allá de los 30 metros. “Lo que está muy claro, es que la zona cercana a los transductores¹, conocida como zona de cavitación, es letal para los Nauplios”, aseveró Prado. En las pruebas realizadas en estanques y en mar, a escala piloto, se evidenció una reducción de juveniles de Caligus en los peces.

“Los resultados obtenidos demuestran que el efecto es siempre mejor cuando la aplicación es a mayor escala, sobre la mayor área posible. Esto, por la sencilla razón que el ultrasonido no tiene un efecto sobre el Caligus cuando éste ya tiene su armadura de quitina, es decir, a partir de la etapa de copépodo infectante, ya es inmune al ultrasonido”, manifestó el ejecutivo.

En cuanto a las conclusiones obtenidas por la compañía, destacan que en las experiencias realizadas en acuarios, el ultrasonido destruye las fases planctónicas Nauplios I y Nauplios II del ciclo de vida del Caligus, no así los copépodos ni adultos. En tanto, los resultados a escala comercial de Usonic, al tratar un módulo, centro o barrio, muestran que este sistema reduce la carga parasitaria entre un 20% a 30%, pero no elimina el problema.

Según Gladys Asencio, investigadora del Centro i-mar de la Universidad de Los Lagos y colaboradora de Usonic, mediante el uso del ultrasonido se han observado y comprobado dos claros efectos negativos para el Caligus: La destrucción física de los Nauplios en las zonas cercanas al transductor de ultrasonido (emisor), lo que redunda en una reducción medible de la etapa de juveniles, y un efecto de retraso en la capacidad reproductiva de las hembras desde los 30 días en forma normal a 75 días en presencia de ultrasonido. Prado, agregó que el ultrasonido no es capaz de reducir ni aminorar la re-infestación desde centros vecinos, y, por ende, un centro tratado con ultrasonido, no tendría resultados definitivos si en sus cercanías hay centros infectantes no tratados, aunque de todas maneras es posible registrar una reducción en su población. Esto se hace particularmente evidente al momento de apagar los equipos de ultrasonido. “En el 100% de los casos se produce un aumento inmediato de la Caligidosis, que supera en un 100% el recuento previo al uso del ultrasonido, lo que comprobamos en cuatro oportunidades en centros completos de mar”, detalló.

La segunda fase experimental de Usonic aún no ha comenzado y para que ocurra se requiere del aporte de Corfo y de empresas salmonicultoras, dispuestas no sólo a cooperar con la disponibilidad de centros, sino que con recursos en dinero y un compromiso a largo plazo (a lo menos unos dos años), según expresaron los líderes del proyecto. “En el pasado, los apoyos han sido esporádicos y al no ver resultados inmediatos, no se han vuelto a repetir. Ahora estamos trabajando en lograr equipos más específicos y potentes, con mejor tecnología, los cuales de seguro ayudarán a que las empresas tengan un mayor interés”, manifestaron desde la firma.

Entre los beneficios que podrían obtener las empresas participantes en la segunda etapa, el ejecutivo de Usonic destaca la posibilidad de acceder a tecnología eficiente y ecológica, que reduzca significativamente (a los menos un 40%) los altos costos que implica el control actual del Caligus, además de disponer a bajo costo de los dispositivos actuales y de aquellos en desarrollo.

Las empresas participantes tendrán acceso a la tecnología del ultrasonido mediante el pago de un royalty preferencial, “significativamente más bajo que el valor de mercado generado para otras empresas salmonicultoras”, explicaron. El modelo consiste en prestar un servicio de instalación, mantención y control de los aparatos de ultrasonido en terreno. “Hasta ahora, sólo ha sido inversión y desarrollo.

La industria del salmón debe internalizar que ésta es una herramienta más dentro de una estrategia global necesaria para el control del piojo de mar. Esta tecnología se debe incluir dentro de la estrategia general de zonas, de lavados con productos químicos, vacunas, alimentos especiales y búsqueda de otras innovaciones”, finalizó Prado.

En un futuro próximo, la firma enfocará sus recursos en la búsqueda de las frecuencias específicas de ultrasonido (mono frecuencias) para optimizar el efecto sobre el Caligus, como también de las potencias óptimas, además de demostrar la inocuidad del ultrasonido aplicado sobre salmones y el medio ambiente.

Énfasis en la combinación de diversas disciplinas

El proyecto de ultrasonido de Europharma nació con el apoyo de South Smart Solutions for Enginereeng (3SE), firma de ingeniería multidisciplinaria enfocada hacia el desarrollo de soluciones tecnológicas basadas en actividades de investigación y desarrollo. La iniciativa comenzó el año 2007, con el fin de detectar la calidad del filete de salmón y la presencia de espinas. Gracias a esa primera indagatoria, se adquirió el conocimiento necesario para producir y generar este tipo de tecnología, logrando la fabricación de transductores y la determinación de una frecuencia determinada, “lo que en estricto rigor es lo que genera la diferencia”, según afirmó el Key Account Manager de Europharma, Eduardo Hofmann.

Las pruebas comenzaron en dependencias de la Facultad de Ingeniería Naval de la Universidad Austral de Chile, con el fin de medir la potencia de los transductores. Se ocuparon canales de hasta 40 metros para evaluar hasta dónde llegaba la frecuencia. El ultrasonido que Europharma utiliza en centros de cultivo tiene un alcance efectivo de seis metros, concentrando su tecnología en la generación de un efecto localizado, no diseminado.

La compañía manufacturó transductores propios ya que la solución a un problema multifactorial como la Caligidosis requiere de soluciones específicas más que adaptaciones de ya existentes, según manifestaron. Las frecuencias fueron analizadas en pequeñas unidades donde se situaron transductores a escala para obtener una respuesta similar a la esperada en el ambiente, “debido a la complejidad del trabajo con ultrasonido, como por ejemplo hay que considerar el efecto sombra y rebote por nombrar algunos”, agregaron.

Después de evaluar las diferentes frecuencias en unidades a escala, pasaron a un esquema mayor, en el que situaron en mallas de fitoplancton diferentes estadios del parásito, para determinar cuánto tiempo se necesitaba para matar el estadio que estaba en esa estructura.

En pruebas in vivo, se infestaron peces con aproximadamente 30 Caligus cada uno y se trasladaron a estanques circulares con transductores, procediendo al conteo de Chalimus I, estadio que se fija en el pez, logrando disminuciones de parásitos de alrededor de 70%.

El sistema planteado por la compañía es una herramienta complementaria al proceso de control de la Caligidosis, desarrollado para disminuir la utilización de productos químicos. Funciona como un escudo virtual, para evitar que los estadios móviles que se trasladan por las corrientes oceanográficas se fijen en los peces del centro de cultivo. El aparato utiliza la misma energía del pontón. Los mismos generadores que se utilizan para cubrir las necesidades de un centro de engorda serían suficientes.

“Para llegar a este producto comercial, integramos diferentes áreas de investigación como biología, oceanografía y electrónica, para lograr una solución tecnológica. Eso es lo más atractivo”, afirmó el ejecutivo de Europharma. A finales de octubre, la firma pretende instalar el sistema en un centro de cultivo de la Región de Aysén.

Usuarios optimistas ante nuevas pruebas de campo

De manera activa, la salmonicultora Los Fiordos ha probado alternativas no farmacológicas de tratamiento y/o control de Caligidiosis, en general todas con resultados poco eficientes o difíciles de masificar por las particulares condiciones que requieren para ser aplicadas, según explicaron desde la empresa.

“Dentro de todas las alternativas, a nuestro juicio, el concepto más interesante y posible de ser utilizado es el del ultrasonido”, aseveró el gerente técnico de la compañía, Mauro Araneda. El ejecutivo afirmó que es una tecnología probada ya en varias especies de plagas con alta eficacia, además, es sencilla, cercana, poco invasiva y ambientalmente amigable.

El desafío, según Araneda, radica en la consecución de un conocimiento específico de las longitudes de onda y frecuencias a utilizar para este parásito, “no es necesariamente una tecnología traspasable de una especie a otra, y eso es lo que se ha tratado en general de aplicar hasta ahora, equipos diseñados para otros fines que de manera preliminar se probaron directamente en Caligus y como era lo más probable, no funcionaron”.

En Los Fiordos se testearon equipos de ultrasonido en estanques, en condiciones controladas de confinamiento, sin obtener resultados satisfactorios. Actualmente, están comenzando a introducir equipos que ya incorporan mayor desarrollo en relación a las frecuencias.

Mientras, dentro de Marine Harvest global, existen cerca de 47 proyectos distintos relacionados con alternativas no medicamentosas, “con esas opciones a la vista, evaluamos la utilización del ultrasonido, y el año 2013 trabajamos con Usonic, quienes nos mostraron algunos resultados”, dijo el gerente de Nutrición y Salud de Peces de la firma, Jorge Mancilla.

La salmonicultora comenzó una experiencia en un centro con graves problemas de Caligidosis, instalando un módulo con los transductores y otro sin durante 60 días. Los resultados indicaron que hubo una leve disminución de los estados de vida libre del parásito, por lo que estuvieron dispuestos a hacer un escalamiento mayor, en un fiordo donde sólo hay tres centros de Marine Harvest Chile.

El diseño experimental consistió en un centro con transductores, otro a la mitad y otro sin. “Experimentamos algunas falsas partidas y faltó ahondar en detalles técnicos”, declaró Mancilla. “Con informes mensuales de avance y reuniones, después del sexto mes decidimos terminar el ensayo. Complementado con nuestros tratamientos orales, no fuimos capaces de mostrar la efectividad del mecanismo”, agregó.

De común acuerdo, Marine Harvest decidió congelar la iniciativa, con la expectativa de utilizarla a futuro. “Entregamos esta información a Noruega y ya poseemos estas dos experiencias archivadas para algún escalamiento futuro. Si queremos probar, ya tenemos algo de conocimiento, además de cierto presupuesto para realizar algún ensayo”, finalizó el Mancilla, reconociendo la labor de Usonic “como un grupo de trabajo chileno, que busca información y asesorías técnicas. Tenemos grados de libertad para equivocarnos y no queremos ser lapidarios con ninguna iniciativa”.

¹ Dispositivo que transforma el efecto de una causa física, como la presión, la temperatura, la dilatación, la humedad, etc., en otro tipo de señal, normalmente eléctrica.