Mejora de la predicción de enfermedades en la acuicultura: Las ventajas del aprendizaje automático

El marisco es el producto alimentario más comercializado en todo el mundo. De hecho, aproximadamente tres mil millones de personas en todo el mundo dependen del pescado de piscifactoría y del pescado salvaje como principal fuente de proteínas. Con esta gran demanda de los consumidores de productos del mar de alta calidad, muchos países han recurrido a la acuicultura, o a la piscicultura, para mantener el ritmo.

La acuicultura es el proceso de cría de organismos acuáticos, incluidos peces, moluscos (como las almejas), crustáceos (como las gambas) y algas. Al igual que la producción masiva de animales terrestres en grandes entornos controlados, explotaciones acuícolas nos permiten cultivar animales acuáticos en entornos controlados para el consumo humano. Poder determinar el nivel de pH del agua, modificar su temperatura y controlar las poblaciones acuáticas en estos espacios permite las pesquerías y criaderos aumentar su productividad.

Aunque la acuicultura es necesaria para saciar la demanda mundial y aliviar la presión pesquera sobre las poblaciones silvestres, estas piscifactorías pueden ser entornos propicios para las enfermedades infecciosas. El riesgo de enfermedades en la acuicultura puede aumentar considerablemente debido al hacinamiento, las malas condiciones, la mala nutrición y los bajos niveles de oxígeno. El tamaño medio de un corral de red típico es de 40-50 pies cuadrados. Dependiendo de la eficacia de la tecnología utilizada para controlar esos corrales o estanques, un solo pez enfermo puede convertirse en muchos.

Enfermedades infecciosas en los estanques de acuicultura

La mayoría de los estanques de producción se encuentran en el exterior y están revestidos de tierra o arcilla. Con el tiempo, adquieren un alto contenido de residuos orgánicos debido a circunstancias naturales como la alimentación, el crecimiento de los peces y la acumulación de residuos. Los peces de estos estanques son susceptibles de sufrir una gran cantidad de parásitos, pero debido al alto contenido de residuos orgánicos, se ven ciliados sésiles específicamente adheridos a los peces.

Las enfermedades bacterianas y víricas pueden ser más difíciles de controlar y erradicar una vez que infectan a una población de estanques debido a los problemas logísticos que plantea la desinfección de los mismos.

Enfermedades infecciosas en los sistemas de acuicultura de recirculación

Los sistemas de acuicultura de recirculación (RAS) se construyen dentro de instalaciones cerradas, lo que limita considerablemente el acceso de huéspedes parasitarios a la pesquería. Sin embargo, los parásitos y los virus son más peligrosos en los RAS porque estos tipos de piscifactorías suelen tener una mayor población de peces y reciclan el agua en todas las zonas de crecimiento. Una vez que un pez enferma, la enfermedad se propaga rápidamente.

Las enfermedades bacterianas también son más problemáticas. Muchas condiciones, como un bajo nivel de oxígeno disuelto, un pH bajo y un entorno rico en materia orgánica (por el crecimiento y los desechos de los peces), favorecen el crecimiento de las bacterias.

Enfermedades infecciosas en corrales de red/cultivo en jaula

En teoría, el concepto abierto de corrales de red o sistemas de cultivo en jaulas dentro de lagos y embalses debería diluir los residuos sólidos y disueltos. Sin embargo, este acceso abierto también permite que los agentes patógenos -bacterias, parásitos y virus- de la masa de agua más grande entren en contacto más fácilmente con la preciada cosecha del piscicultor. Los organismos acuáticos más pequeños de la masa de agua, portadores de enfermedades, también pueden entrar en el sistema de cultivo en red o en caja. Al igual que en los sistemas de estanque y recirculación, una vez que un pez se infecta, esa enfermedad se propaga rápidamente por el resto de la población. 

Enfermedades comunes de las explotaciones acuícolas

La propagación de las enfermedades de los peces puede suponer un coste importante para los beneficios de una empresa. Los tipos de enfermedades más comunes en las piscifactorías están causados por parásitos, virus y bacterias. Las condiciones de hacinamiento pueden causar estrés en los peces, activando las bacterias que se encuentran naturalmente en su tracto digestivo. Esto puede volverse peligroso y causar infecciones.

Piojos de mar

El piojo de mar, la enfermedad acuícola más destacada, puede provocar pérdidas anuales de hasta 600 millones de dólares a los piscicultores. Esto se debe a que estas infecciones pueden provocar un mal crecimiento de los peces, una menor duración de vida y la posibilidad de que una piscifactoría pierda toda su cosecha. Además, puede ser una amenaza para la seguridad alimentaria.

Esta enfermedad es un problema frecuente en la industria acuícola, especialmente en el salmón. Estos parásitos se alimentan de la mucosidad, la sangre y la piel de los peces, debilitando sus músculos cardíacos, aumentando los niveles de estrés y provocando un desequilibrio de la osmorregulación,es decir, el equilibrio adecuado de los niveles de agua y sal.

Enfermedad entérica de la boca roja en los salmónidos Salmónidos

Una de las mayores prioridades de los acuicultores es el crecimiento de la producción. Sin embargo, el cultivo intensivo de peces puede provocar graves enfermedades bacterianas agudas o crónicas. La yersiniosis (enfermedad entérica de la boca roja) puede tener una alta tasa de mortalidad entre los salmónidos, especialmente cuando va unida a la mala calidad del agua y a otros factores de estrés en la pesquería. Esto no sólo cuesta a los piscicultores un tiempo y un dinero preciosos al intentar aislar a los peces infectados, sino que el coste de la terapia de vacunación para los demás peces de la piscifactoría también puede resultar costoso.

Aunque muchos piscicultores utilizan antibióticos veterinarios para evitar la propagación de muertes y enfermedades, el uso excesivo o incorrecto de estos medicamentos puede tener un efecto adverso en los animales. Los antibióticos matan eficazmente algunas bacterias, pero pueden no evitar las bacterias resistentes, que pueden modificarse y multiplicarse para seguir luchando contra los antibióticos. Esto aumentará el riesgo, e incluso la propagación, de la enfermedad.

Septicemia Rickettsial del Salmón (SRS) en todo Chile

Para los salmoneros chilenos, el SRS se considera el problema más importante y significativo de la enfermedad, con más de 300 millones de dólares de pérdidas en un solo año. Aunque el SRS afecta a peces salmónidos y no salmónidos en agua dulce y salada en todo el mundo, ninguna otra zona ha alcanzado los altos niveles de brote como Chile.

El SRS está causado por la bacteria Piscirickettsia salmonis, que se replica en las células y tejidos de los peces infectados. Estos peces suelen mostrar signos de hemorragia y lesiones en la piel, además de estar aletargados, de color oscuro, anoréxicos, anémicos, con lesiones focales moteadas en el hígado, con problemas respiratorios y nadando cerca de la superficie.

La tasa de mortalidad del SRS tiene una media del 20% durante los 18 meses de producción hasta la cosecha. El 11,5% de la tasa de mortalidad total de todo el salmón del Atlántico se atribuyó a esta bacteria en 2021.

Las vacunas han sido en gran medida ineficaces contra esta enfermedad y para reducir los brotes asociados a ella. En este momento, el seguimiento del lugar parece ser la mejor defensa. Sin embargo, encontrar a los peces clínicamente enfermos puede ser una pesadilla para los piscicultores, que pierden tiempo y dinero.

Mala nutrición en la pesca

Otro culpable habitual de las enfermedades de las piscifactorías es la alimentación de los animales con altos niveles de lípidos para aumentar las tasas de crecimiento y reducir el coste de los piensos. Estos alimentos pueden provocar un exceso de grasa en el hígado..

Estas enfermedades pueden provocar pérdidas considerables en las explotaciones acuícolas. Afortunadamente, hay formas de adelantarse a la curva para evitar que se produzcan muertes de peces. Y todo empieza con el aprendizaje automático.

Para mitigar estos riesgos, muchas organizaciones acuícolas han recurrido al poder del aprendizaje automático para mejorar la predicción de enfermedades. Los análisis de datos ayudan a los acuicultores a hacer un seguimiento de la salud de los animales, los factores ambientales y las condiciones del agua. Además, el aprendizaje automático también puede ayudar a las explotaciones acuícolas a predecir resultados futuros, ahorrando tiempo, dinero y recursos.

¿Qué se puede hacer para prevenir la propagación de enfermedades en la acuicultura?

El software de aprendizaje automático utiliza múltiples puntos de datos para controlar la salud y las condiciones de vida de los peces. Estos puntos de datos, que incluyen las condiciones del agua, los niveles de alimentación, los niveles de pH, la salinidad, la saturación de oxígeno y las tasas de crecimiento, entre otros, permiten a las pesquerías ir un paso por delante de la propagación de enfermedades.

El aprendizaje automático puede mejorar la gestión de la acuicultura:

• Mejorar la salud de los peces: Los ganaderos pueden utilizar el aprendizaje automático para controlar la salud de sus animales y realizar los ajustes necesarios para mejorar el bienestar de sus peces.
• Reducción de residuos: El análisis de datos puede impulsar la sostenibilidad en la acuicultura mediante el seguimiento preciso de la cantidad de alimento que necesitan los peces en función de sus condiciones de salud, la temperatura y la época del año. Esto no solo evita la sobrealimentación, sino que también reduce enormemente los residuos.
• Evite el uso excesivo de antibióticos: El aprendizaje automático vigila la salud general de los animales, evitando que las pesquerías abusen accidentalmente de los antibióticos. Esto no solo mantendrá a los peces sanos, sino que también hará que la granja cumpla con la normativa de seguridad alimentaria y medioambiental.
• Mejores condiciones ambientales: Los piscicultores pueden vigilar de cerca los factores ambientales que podrían favorecer el crecimiento de algas y bacterias. Estos factores incluyen la temperatura del agua, la salinidad y los niveles de pH.

Al mantener un cultivo feliz y saludable, las piscifactorías pueden ahorrar dinero y recursos, y racionalizar mejor sus procesos, lo que conduce a una mayor productividad y rentabilidad.

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Preguntas frecuentes

¿Cuál es la enfermedad más común en la acuicultura?

El piojo de mar, la enfermedad acuícola más destacada, puede provocar pérdidas anuales de hasta 600 millones de dólares a los agricultores.

¿Cuál es la mercancía más comercializada?

El marisco es el producto alimentario más comercializado en todo el mundo. De hecho, aproximadamente tres mil millones de personas en todo el mundo dependen del pescado de piscifactoría y del pescado salvaje como principal fuente de proteínas.

¿Qué es la acuicultura?

La acuicultura es el proceso de cultivo de organismos acuáticos, incluidos los peces, los moluscos (como las almejas), los crustáceos (como las gambas) y las algas.