Basándose en los principios de la economía circular, el proyecto SIMTAP ha desarrollado un prototipo ("unidad de algas") que aprovecha los subproductos de los cultivos hidropónicos de invernadero para cultivar algas y alimentar la acuicultura de forma más sostenible.
Se considera que la acuicultura es el sector ganadero más sostenible. Aún así, sigue emitiendo determinadas cantidades de nitrógeno, fósforo y sustancias orgánicas. Además, la acuicultura sigue dependiendo de la producción de harina y aceite de pescado, que figuran entre los principales ingredientes de los alimentos acuícolas. Éstos se obtienen en gran medida de la captura de peces ("peces forrajeros"), por lo que la producción afecta de forma negativa a la consistencia de las poblaciones naturales de peces salvajes y, por lo tanto, deja de ser sostenible. Asimismo, la producción y el transporte de otros ingredientes, como la soja y el maíz, tienen un enorme impacto en el uso de la tierra (que a menudo provoca deforestación) y en la emisión de CO2 (debido a la combustión de combustibles fósiles). Asimismo, los cultivos de invernadero también necesitan grandes cantidades de agua y fertilizantes, como nitrógeno y fósforo, que se emiten a las masas de agua naturales, con la consiguiente contaminación ambiental. Por todo ello, los acuicultores, los políticos y los científicos están buscando una solución posible que pudiera encontrarse en el principio de la economía circular.
El objetivo del proyecto SIMTAP* es desarrollar un sistema integrado innovador de cría de peces marinos y plantas (halófitas). La idea que subyace al concepto SIMTAP es imitar lo que sucede de forma natural en los ecosistemas marinos, donde un conjunto de organismos muy bien combinados (seleccionados de forma natural) conviven en un equilibrio perfecto de acuerdo con la capacidad de carga del ecosistema. Esto significa que los organismos comparten un entorno común sin sobreexplotar los recursos ambientales y/o acumular residuos y sustancias contaminantes.
Sustentado fundamentalmente por energía solar, el concepto SIMTAP consiste en una producción primaria de elementos minerales alimentados por algas unicelulares en una sección específica del prototipo SIMTAP ("unidad de algas"). Además del agua dulce, la escorrentía del invernadero puede utilizarse para el crecimiento de las algas según el concepto de circularidad. Básicamente, SIMTAP es un sistema acuapónico multitrófico en el que pueden cultivarse varios organismos de forma mutualista. Además, SIMTAP está diseñado para ser utilizado con agua salobre o marina.
La biomasa de algas producida constituye la dieta básica de los organismos detritívoros y filtradores (DFFO) alojados en la segunda sección del prototipo SIMTAP ("unidad DFFO"). Los DFFO son poliquetos (por ejemplo, Nereis diversicolor), mejillones (Mytilus galloprovincialis), almejas, pepinos de mar (Holothuroidea), camarones (Crustáceos), caracoles de mar (gasterópodos marinos), etc. Estos organismos deben elegirse cuidadosamente para ocupar el mayor número posible de nichos ecológicos y maximizar la producción de biomasa de la unidad DFFO. A su vez, esta biomasa puede utilizarse para alimentar a los peces marinos criados en la tercera sección del prototipo SIMTAP, la "unidad de peces". Mientras se produce pescado para el mercado, en la unidad de peces también se produce material de desecho, como pienso no consumido y heces (los residuos sólidos en suspensión), y nitrógeno amoniacal, que es utilizado por las demás unidades. Los residuos orgánicos en suspensión, aún ricos en nutrientes, sirven de pienso para el DFFO. El amonio es el producto final del metabolismo de los peces y es muy tóxico en bajas concentraciones. Puede convertirse en nitrato, menos nocivo, en la "unidad de biorreactor", donde tiene lugar la nitrificación (es decir, la oxidación del amonio en nitrato) gracias a los microorganismos nitrificantes aerobios; después, el nitrato y otros nutrientes disueltos pueden ser asimilados por las plantas. El concepto SIMTAP se ilustra en la imagen 1.
Imagen. 1. El concepto de SIMTAP (Sistema acuapónico multitrófico integrado autosuficiente).
Actualmente, en el sistema SIMTAP creado en la Universidad de Pisa, se cultivan macroalgas como Chaetomorpha y Ulva rigida. Entre las plantas halófilas, se cultiva Salicornia Europea junto con Beta vulgaris var. cicla. La dorada (Sparus aurata) y la lubina europea (Dicentrarchus labrax) se utilizan como especies piscícolas por su gran importancia en el mercado y su adaptabilidad a diferentes salinidades. Como especie DFFO, se ha introducido con éxito en el sistema Nereis diversicolor. Al mismo tiempo, se ha cultivado una microalga parecida a la Chlorella en la unidad de algas. Se está experimentando con agua de baja salinidad para ampliar la variedad de especies de peces y plantas que pueden producirse y aumentar la eficacia de producción del prototipo SIMTAP.
En Francia, Turquía y Malta se han implantado sistemas SIMTAP basados en los mismos principios. También se han realizado estudios de Análisis del Ciclo de Vida (ACV) de todos estos sistemas para evaluar su nivel de sostenibilidad.
En conclusión, el sistema SIMTAP se concibe principalmente como un sistema acuapónico de agua salada acoplado a cultivos hidropónicos de invernadero que proporcionan efluentes ricos en nutrientes para la producción de algas.
El ciclo completo del SIMTAP da lugar a productos pesqueros y vegetales para el mercado y a la remediación de las aguas residuales de los invernaderos. Además de estas ventajas, hay que tener en cuenta la reducción del uso de harinas y aceites de pescado y, en general, de piensos, cuyas materias primas se producen e importan actualmente del extranjero.
*En el proyecto internacional SIMTAP (Self-sufficient integrated multi-trophic aquaponic systems for improving food production sustainability; www.simtap.eu), financiado por el programa PRIMA (Partnership for Research & Innovation in the Mediterranean Area) y coordinado por la Universidad de Pisa, participan la Universidad de Bolonia, la Universidad de Milán, el INRAE y el Lycée de la Mer et du Littoral (Francia), el Instituto Mediterráneo de Investigación Pesquera (MEDFRI, Turquía), el Ministerio de Medio Ambiente, Desarrollo Sostenible y Cambio Climático (MESDC) de Malta y la empresa alemana Korolev.
