Tecnologías a la medida: Innovaciones que buscan ahorros operacionales

La industria salmonicultora en Chile, a diferencia de todos los demás países productores de salmón, se desarrolló con una baja inversión en infraestructura y tecnologías productivas. El principal motor que tuvo la acuicultura nacional para lograr su gran desarrollo en la década de los noventas, fueron, principalmente, ventajas en las condiciones ambientales naturales para las especies cultivadas, el menor costo de algunos factores económicos relevantes y excelentes condiciones sanitarias (Parada G., 2010).

Este crecimiento de la industria posicionó a Chile como un productor acuícola de relevancia mundial, sin embargo,  este proceso no fue acompañado por una incorporación tecnológica, ni por actividad de investigación y desarrollo acorde con la escala de la actividad industrial. Actualmente, las exportaciones nacionales de salmón representan el 10% de los envíos totales en la canasta exportadora y, después de Noruega, Chile es el segundo productor más importante a nivel mundial.

Aún cuando la industria del salmón en Chile se ha caracterizado por importar tecnologías provenientes de otros países, los altos costos asociados con el proceso productivo han impulsado a muchas empresas del sector a buscar soluciones nacionales y basadas en la innovación y en nuevas soluciones para enfrentar estos desafíos.

Es así como diferentes empresas emprendedoras han tenido una visión futurista y han arriesgado su capital y tiempo acercándose y apoyándose en la incubadora de negocios Incubatec de la Universidad de la Frontera y organizaciones no gubernamentales como Endeavor Chile, con el objetivo de potenciar sus productos y hacer más competitiva la industria salmonicultora de Chile.

Estas iniciativas han apostado por el desarrollo de nuevas tecnologías, adaptadas a la realidad económica y productiva que vive la industria chilena, con el objetivo de reducir los costos de producción y hacer más sustentable esta actividad.

Tecnología de recirculación y reuso individual de baja carga

Como en todas las aplicaciones tecnológicas, el continuo aumento del conocimiento y acumulación de experiencia van generando oportunidades para mejorar los diseños. Los Sistemas de Recirculación para Acuicultura (SRA) han contribuido a una producción más intensiva y predecible, al mismo tiempo que han logrado ahorros significativos en el uso de agua y reducción de efluentes, en comparación con sistemas de producción en circuito abierto.

Sin embargo, los costos asociados con la inversión inicial y la energía requerida para su funcionamiento, hacen que los costos de producción sean mayores en comparación con otros sistemas de producción. Por ejemplo, los sistemas tradicionales poseen un gran número de equipos, motores y bombas, generando un gran costo de mantención. Además, los SRA presentan sistemas de tratamiento de agua comunes para grupos de estanques, lo que podría generar un riesgo sanitario en caso de ingreso de enfermedades. Sumado a lo anterior, estos sistemas muchas veces no tienen la capacidad de mantener una calidad de agua propicia para el cultivo de salmónidos, ya que existen algunos parámetros de calidad de agua, como la concentración de CO₂, en donde estos sistemas no permiten asegurar un nivel inferior de 10 mg/l en cada estanque de cultivo, donde están precisamente los organismos de cultivo.

Bajo este escenario, la empresa chilena, RAS Chile, apostó por un enfoque de innovación, desarrollando sistemas de tratamiento de agua de alta eficiencia y sustentabilidad. "El sistema de recirculación y reuso individual de baja carga para acuicultura, resuelve las limitaciones de los SRA tradicionales y, de alguna manera, recoge diversos desarrollos tecnológicos generados tanto en el área acuícola como en la del tratamiento de aguas", explicó su gerente general, Marcelo Aqueveque Torres.

Con el fin de proponer una mejora a los SRA la empresa ha desarrollado una serie de investigaciones en el campo de la dinámica de fluidos, física del agua, química del agua, procesos bioquímicos de nitrificación, fisiología de organismos acuáticos (peces) e ingeniería hidráulica. Según explicó Aqueveque, el producto de este arduo trabajo es un sistema de recirculación gravitacional de bajo consumo de energía, el cual produce un bombeo que se realiza mediante bombas de aire, de gran caudal y poca presión. "Las bombas de aire están diseñadas de tal manera que, además de generar el movimiento de agua, desgasifican para remoción de CO₂, permitiendo realizar un tratamiento de gases de alta eficiencia, no siendo necesaria la inyección adicional de O₂ hasta los 25 kg/m³, y con menor consumo eléctrico, 40% menos que los sistemas tradicionales, los sistemas pueden mantener cualquier biomasa definida, hasta 100 kg/m³, diseñándose para cada condición", detalló el empresario.

Cada sistema de recirculación y reuso individual de baja carga es de uso exclusivo para un solo estanque, con eficientes barreras de bioseguridad que no permite el intercambio de agua con otros estanques. Además, puede adaptarse y aplicarse en unidades de cultivo pre existentes y es moldeable al tamaño de éstas. Asimismo, el sistema de recirculación y reuso está diseñado para permitir aislar y proteger la unidad de biofiltro cuando se realizan tratamientos con antibióticos u otros productos químicos. El sistema también considera un tratamiento integral y empaquetado de filtración, biofiltración y desgasificación, además de un filtro estático autolimpiante.

Actualmente RAS Chile mantiene dos sistemas de recirculación (8 y 2 estanques, respectivamente, de 100 m³/estanque), uno en reuso operando (9 estanques de 70 m³) y otro en construcción (14 estanques de 140 m³), en diferentes pisciculturas, con excelentes resultados en calidad de agua y producción de peces, según Aqueveque. "Nuestra tecnología tiene la gran virtud de poder reacondicionar instalaciones existentes con las ventajas de ahorro de inversión, ahorro en tiempo para solicitud de nuevos proyectos, además, de valorizar las instalación ya existentes", resaltó el empresario.

Entre los principales desafíos que se plantea la empresa, Aqueveque dijo que el sistema se encuentra consolidado, respecto a calidad de agua y resultados productivos, y que se ingresó a una etapa de optimización de los equipos y sistemas, con el objetivo de que sea más económico en operación. "Actualmente, nuestro consumo eléctrico para mover 1 m³ Agua/h, en reuso, es de 0,010 kw (incluye movimiento agua, desgasificación y oxigenación a presión atmosférica), mientras que en recirculación alcanza los 0,020 kw/h (incluye movimiento agua, desgasificación, filtración mecánica, biofiltracion y oxigenación a presión atmosférica)" reveló Aqueveque, detallando que un sistema de reuso de 1.000 m³, distribuidos en 10 estanques de 100 m³ cada uno, con una tasa de cambio de 1,5 (1.500 m³/h de caudal), consume para mover el agua, desgasificar y oxigenar a presión atmosférica 15 kw. "Estos consumos pretendemos reducirlos en un 20% más", reveló el empresario.

Otros de los desafíos que mencionó el empresario consideran la manera de comercializar la tecnología, "quiero llegar a una figura de arriendo de equipos, para así aliviar a la industria con las inversiones permitiéndome una mayor penetración en el mercado", dijo Aqueveque.

Black box de bajo costo

La salud y el crecimiento de los peces pueden verse afectados por problemas en la calidad del agua. En sistemas de producción de peces resulta indiscutible que el conocimiento y manejo de las variables ambientales que influyen en la calidad del agua son de gran importancia para proyectar buenos resultados productivos.

En este contexto, la empresa Tekfish ha desarrollado una nueva tecnología que es capaz de monitorear, controlar, almacenar y reportar todo tipo de parámetros ambientales en tiempo real. "La idea surgió mientras buscábamos una forma segura de monitorear y controlar la inyección de oxígeno para peces en tiempo real, ya sea en un camión, en un wellboat, en una piscicultura o un centro de mar, pero sin usar un computador estacionario o un notebook", comentó el gerente comercial de la empresa, Alexis Paulone.

"Niveles críticos de la concentración de oxígeno en los sistemas de cultivo podría generar un aumento de la mortalidad, mayor susceptibilidad a enfermedades y deterioro en la condiciones de cría, lo cual podría impactar en el desempeño productivo de los centros a través de una reducción en la tasa de crecimiento y un aumento del factor de conversión", dijo el ejecutivo, añadiendo que esta tecnología resuelve la necesidad de conocer en tiempo real lecturas de parámetros de niveles de oxígeno disuelto, saturación, salinidad y temperatura, datos que son vitales para el desarrollo de la industria salmonicultora, tanto en su etapa temprana de crianza como en la posterior engorda en mar. "Si bien es cierto, en la actualidad la industria puede controlar estos parámetros de lectura, no existe otro sistema que permita hacerlo de manera remota, sin utilizar un computador", reveló Paulone.

El producto desarrollado por Tekfish es una black box (caja negra), de bajo costo, el cual tiene la capacidad de almacenar muchos datos y reportarlos a una plataforma WEB sin usar un computador, y que, en caso de no contar con servicio de internet, el operador se puede conectar a la red local y obtener estos datos. "Nuestro desarrollo aprovecha las bondades de la tecnología actual e integra como parte fundamental entre sus componentes, sensores ópticos, que en el caso de tecnologías actuales utilizadas por otros servicios, sólo consideran sensores galvánicos, esto significa alcanzar lecturas altamente estables y con una menor cantidad de mantenciones" dijo Paulone.

Asimismo, lo novedoso de este desarrollo es que no considera dentro de su esquema la integración de un computador adicional al existente en el centro o piscicultura, con lo cual se eliminan factores como la manipulación del elemento que registra, poco uso de espacio físico, etc. Además, este sistema requiere de un bajo consumo de energía. "Con lo anterior, además contribuimos a la optimización de los recursos, ya sean humanos o de capital", señaló Paulone.

Actualmente, el producto se encuentra completamente desarrollado y el equipo de Tekfish está trabajando en el empaquetamiento comercial del producto para su integración exitosa al mercado de la industria acuícola, "quizás en este proceso sufra algunas adecuaciones, pero todas solamente con el fin de dar una imagen mucho más comercial, nada que altere el desarrollo tecnológico actual", recalcó Paulone.

"Nuestro principal desafío es lograr instalarnos como un proveedor estable, serio y confiable para la industria en general, entendemos que la base de cualquier desarrollo o emprendimiento comercial es la venta, por lo cual es de vital importancia trabajar de la mano con la industria, en función de atender sus necesidades y recoger su testimonio para potenciar nuestros desarrollos día a día", expresó el ejecutivo.

Sistemas de alimentación automatizada para estanques

La existencia de sistemas automáticos de alimentación en la industria salmonicultora, en los cuales se puede programar la frecuencia y la cantidad de alimento a proporcionar, pueden permitir mejorar el crecimiento y el factor de conversión de los peces, a través del seguimiento de los cambios en el apetito. Es conocido que la apetencia en salmón Atlántico, por ejemplo, puede variar según factores ambientales como el fotoperiodo y la temperatura, entre otros. El conocimiento de estas variaciones en la apetencia o el consumo de alimento puede traducirse en mejorar factores productivos como la tasa de crecimiento y el factor de conversión, además de importantes ahorros en el gasto por alimento, haciendo más eficientes, en términos productivos y económicos, los sistemas de cultivo.

En este contexto, la empresa nacional Huber, con 24 años de experiencia en el desarrollo de productos, software y servicios para la implementación y mantención de sistemas y procesos, ha desarrollado un sistema de alimentación automatizado para estanques de pisciculturas.

Según el gerente comercial de Huber, Felipe Maiz, esta nueva solución se caracteriza por ser un sistema sencillo, de fácil operación y mantención. "Después de varios años de experiencia, de investigación y trabajo conjunto con los productores de salmón, desarrollamos un equipo alimentador y su software de control a la medida de ellos y que les permite alimentar a los peces de la manera más parecida posible a como se alimentan de manera natural", confesó Maiz.

El sistema alimentador consiste en una tolva instalada en un extremo de cada estanque, que transporta el alimento a través de un tubo fabricado con un plástico especial, que presenta bajos coeficientes de fricción y fuerte resistencia al desgaste, la radiación UV y la temperatura. En su interior contiene un rosco, similar a un tornillo sin fin, pero sin su eje central, el cual desplaza el alimento a lo largo del tubo. El alimento es entregado a los peces a través de un conjunto de orificios dispuestos a lo largo de éste, por donde caen los pellets al agua. Estos orificios están distribuidos específicamente en una curva determinada, con el objetivo que el alimento caiga al mismo tiempo y en forma uniforme a lo largo del diámetro del estanque.

Según el representante de Huber, ésta configuración le entrega varias ventajas respecto de otros equipos presentes en la industria, por ejemplo, da un mejor trato al alimento, prácticamente eliminando la presencia de fino y/o partido debido a su desplazamiento continuo y de manera mecánica y posee un menor consumo de energía en relación a sistemas neumáticos. "Además, la instalación del sistema es sencilla y práctica, no invade el entorno de trabajo de los operarios, entregando mayor seguridad en sus funciones", precisó Maiz.

Para el control de este sistema se incorpora un programa WEB, el cual se aloja en un PC con funciones de servidor WEB. Adicionalmente, se ha incorporado un router con señal wifi, para ampliar la cobertura del Servidor a dispositivos inalámbricos y así poder usar el programa de control desde tablet y/o teléfonos celulares. "El sistema está controlado por un software que nosotros desarrollamos a través de un controlador lógico programable (PLC, por sus siglas en inglés) y la ventaja de esto, es que puedes modificar o programar los parámetros de alimentación (horario, frecuencia, estanques, etc.) desde una tablet en terreno o de manera centralizada sentado en tu oficina", dijo Maiz, agregando que "el sistema de control permite entregar una alimentación dedicada y programable de manera independiente para cada estanque, pudiendo alimentar en paralelo todas unidades de la configuración, a través de una operación intuitiva, tanto de los equipos como del software de control".

Según el ejecutivo de Huber, los productores buscan entregar el alimento con una dispersión uniforme en el estanque, que evite la formación de distintas poblaciones y que permita que todos los peces crezcan y se desarrollen a niveles similares. "Generalmente, los peces se alimentan en el anillo exterior del estanque, en el primer y último tercio del diámetro, ya que en el centro del éste se genera un vórtice que hace que el alimento caiga con mucha velocidad al fondo, dificultando su consumo. Nuestro sistema incorpora esta variable, y está pensado y dispuesto para que el alimento caiga de manera uniforme en estas zonas de la superficie del agua para, optimizar la entrega y consumo del alimento por parte de los peces.", dijo el ejecutivo.

Para Maiz, la principal ventaja de este sistema de alimentación respecto de otras tecnologías similares, tiene que ver con la sencillez del sistema, y con que su instalación y mantención es simple y de bajo costo, además para el usuario es fácil de aprender a ocuparlo y le entrega variadas alternativas para alimentar a los peces de cualquier tamaño. "El desarrollo del sistema completo es nacional, por lo que tenemos respuestas rápidas ante eventuales problemas. Además este producto está hecho a partir del feedback que recibimos de nuestros clientes, está hecho a la medida", indicó el ejecutivo.

Actualmente, este sistema está instalado en la empresa Sealand Aquaculture en Chayahué y en algunas pisciculturas de Marine Harvest Chile.

Ingeniería de redes

Los sistemas para cultivo de salmones en agua de mar que se utilizan en la industria son las balsas jaula, las cuales consisten en una estructura semirigida con boyantes y estabilidad propias (circulares y cuadradas) las cuales se encuentran fondeadas en el lugar de operación mediante un sistema de anclaje denominado sistema de fondeo. Integrado a la estructura flotante se encuentra el sistema de redes, en el que se encuentran redes peceras, redes loberas (antidepredadores marinos) y redes pajareras (antidepredadores aéreos).

Ersil, es una empresa joven que fue fundada en 2009 por dos profesionales con experiencia y trayectoria en el rubro acuícola y cuya misión es desarrollar equipamiento y nuevos diseños para optimizar las operaciones acuícolas. Actualmente, tienen dos productos con patentes de invención registradas en el Instituto Nacional de Propiedad Industrial (Inapi). Se trata de una red rotatoria y una red de protección anti depredadores (lobera)

"Veíamos que la industria estaba en crisis y no podíamos desarrollar algo, por muy innovador que fuera, que implicara un alto costo para la industria, porque las empresas salmonicultoras no iban a invertir. La idea era desarrollar algo que se adaptara a la situación de crisis en que se encontraba la industria en ese momento, para que nuestro producto les permitiera reducir sus costos.", explicó el gerente de administración y proyectos, Gonzalo Rojas.

Red rotatoria autolimpiante

Este producto surgió con un proyecto cofinanciado por el Comité Innova Chile de Corfo a través del Capital Semilla Línea 2 y patrocinado por INER –Incubadora de Negocios de la Universidad de Los Lagos. La red rotatoria permitirá mejorar la seguridad biosanitaria de los centros de cultivo y junto con ello, disminuir en forma importante los costos de la operación de redes. "El ahorro que genera tiene que ver con las operaciones de limpieza de la red, principalmente", dijo el gerente general de Ersil, Renato Aichele.

"Nuestra primera patente es una red autolimpiante. Si haces rotar una red en forma de cubo en una jaula, la red se dobla y embolsa a los peces produciendo mortalidades, en cambio, si haces girar una esfera ésta rota perfectamente, explicó Rojas, añadiendo que el problema a resolver era que la red pecera adquiriera una forma esférica y pudiera ser rotada. "Tenía que pasar de una forma de cubo a una esférica, entonces descubrimos que conectando trozos de malla de una forma específica se puede obtener ese efecto", reveló el emprendedor.

La red es simple de operar, se desconectan los contrapesos y se hace girar manualmente, por lo tanto al cabo de 12 días toda la red habría pasado completamente por la superficie y el biofouling no crece. "Esto hay que hacerlo en forma permanente, manteniendo la rotación constantemente para evitar el crecimiento del biofouling", explicó Rojas.

Con esta red se reducen los costos operacionales en la empresas salmonicultoras, ya que genera ahorros en costo operativo porque las redes peceras no se deben extraer, ni enviarlas al taller para su limpieza, complementó el gerente de producción y de investigación y desarrollo de la empresa, Fredi Espinoza.

"Las pruebas de esta red pecera rotatoria autolimpiante se realizaron en un centro de Multiexport Foods, funcionó muy bien, pero el nylon absorbía mucha agua, hoy nos encontramos buscando nuevos materiales que absorban menos agua y que sean costo-eficientes", expuso Aichele. "Sin embargo, actualmente, la industria chilena no está usando esta tecnología, pero se encuentra a la espera de que encontremos materiales que absorban menos agua y sean más livianos. En tanto, estamos en conversaciones con empresas internacionales, que están interesadas en nuestro sistema pero para jaulas de cultivos más pequeñas, ya que puede ser más fácil la rotación manual con los materiales que estamos usando actualmente", agregó Rojas.

Red lobera que disminuye la cantidad de tensores

Otro de los productos innovadores que ofrece la empresa Ersil es la construcción de redes loberas, a las cuales les disminuyeron el número de tensores. "Una de las primeras deficiencias que detectamos de las mallas loberas actuales es que la línea de fondeo está sujeta a una alta variabilidad de tensiones provocadas por la variación de las mareas y el efecto de corrientes, esto genera una tensión directa en el paño de la lobera, en todas las conexiones de tensores (que en algunos diseños de loberas, llegan a ser

260 puntos)", advirtió Aichele, agregando que "en el sistema tradicional los buzos hacen mantención regularmente a los tensores porque se cortan, con nuestro sistema se reducen los puntos de conexión y, prácticamente, no se cortan los tensores".

La red lobera es un producto que Ersil está desarrollando desde el año 2014 y que está siendo utilizado por empresas productoras, consiste en un nuevo modelo de red de protección anti-depredadores para centros de cultivos de peces, con un diseño que permite una instalación más rápida, económica y segura. "Trasladamos la complejidad de instalación en los centros de cultivo a la construcción. Los diseños de redes loberas disponibles actualmente en el mercado, utilizan aproximadamente 260 tensores y en Ersil diseñamos un sistema distinto a éstas, con una mayor tecnología de construcción, lo que significa que la instalación se reduce en cantidades significativas. Nuestra red tiene cerca de 50 tensores, lo que reduce significativamente la cantidad de horas de buceo en las labores de instalación y mantención (no se requiere de buzos intermedios) y se requiere menos días de barco, lo que genera un ahorro de un 30% en la operación en dos ciclos de producción", dijo Aichele.

En tanto, el gerente de investigación y desarrollo de la empresa dijo que el ahorro está relacionado con la operación de cada empresa. "Si la red la recambian cada seis meses, van a tener tres movimientos de redes en un ciclo. Cada vez que hagan un recambio, tienen un ahorro en tiempo, lo cual se traduce en una cantidad de dinero de dos a tres veces lo que costó la construcción", precisó Espinoza.

"Las redes que hemos confeccionado se utilizan en otros países, tanto por exportación directa (en México), como a través de proyectos realizados para fabricantes de paño de red (en Arabia Saudita, Panamá, Estados Unidos, entre otros). Además, recientemente nos adjudicamos un premio a nivel nacional (Experiencia PYME Milán) del Banco de Chile, el cual apoya a las Pymes innovadoras y potencia su productividad", comentaron los emprendedores.

Finalmente, existe consenso entre los emprendedores entrevistados acerca de la dificultad de emprender con nuevos productos o tecnologías en la industria salmonicultora chilena, atribuyendo esta dificultad a que la industria tiene cierta resistencia al cambio porque algunas veces las administraciones tienen una presión de resultados inmediatos, exigiendo que los nuevos productos funcionen sin fallas al primer intento, mientras que el desarrollo de productos y tecnologías no siempre se debe evaluar a corto plazo.