USO DE LUCES CON TECNOLOGIA LED (Light emitting diode) EN CULTIVO DE SALMONES

Departamento de investigación y desarrollo Bioled Ltda.
USO DE LUCES CON TECNOLOGIA LED (Light
emitting diode) EN CULTIVO DE SALMONES
1.- CONSIDERACIONES GENERALES DE LA TECNOLOGÍA

La tecnología de luces LED es bastante reciente, descubierta en los años 90,
posee la enorme ventaja de consumir             apenas un 10% de una luz
convencional y de poder seleccionar la longitud de onda del espectro
lumínico (color).
El uso de luces en distintos procesos del cultivo de salmones no es nuevo, ya
que las luces convencionales (haluro metal y fluorescente) se han utilizado
ampliamente en todos los países productores de salmón. Chile no es la
excepción, aunque los resultados han sido regulares. Los principales
problemas observados tienen relación con la dosificación lumínica, la
distribución de la luz, el alto consumo de energía y el stress y otros daños
fisiológicos asociados a la excesiva exposición a la luz.
Uno de los problemas más frecuentes es la incorrecta dosificación lumínica,
excesos o déficit de luz determinan malos resultados en los procesos que se
quiere intervenir; por ejemplo, retrasos en la esmoltificación cuando es
subdosificada,     efectos nocivos sobre ciertos tejidos de los peces y/o
generación de intenso stress, cuando es sobredosificada (diversas
publicaciones describen daños sobre la retina de los peces debido a la
exposición prolongada o intensa a luces convencionales, Migaud H.; Cowana
M.; Taylor J. and Ferguson H; 2007). Otras publicaciones en medicina humana
describen daños sobre la retina por uso de luces intensas debido a la fracción
azul del espectro lumínico (400 a 480 nm), (Jiangmei W.; 2004).
Otro de los problemas comúnmente detectado y que ocasiona malos
resultados en la aplicación de fotoperiodo, es la distribución irregular de las
luces en el estanque o jaula. Es común encontrar, focos de gran intensidad
lumínica intentando generar energía suficiente para una jaula entera o un
estanque. Este tipo de practica genera zonas con luz excesiva alrededor
del/los equipos instalados y zonas oscuras en gran parte de la jaula y donde el
estímulo lumínico no es recibido.
Adicionalmente, una de las ventajas de las luces LED es que se puede
seleccionar la longitud de onda precisa para estimular los órganos claves en
la generación de los cambios fisiológicos, así como también buscar la
longitud de onda que tenga una buena penetración en el agua.
En los teleósteos los órganos que participan en la recepción de los estímulos
lumínicos son dos: el ojo y la glándula pineal. Esta última, es el órgano clave
en la estimulación de los procesos endocrinos que generan o retrazan la
esmoltificación, maduración y crecimiento a través de la hormona
melatonina. Esta glándula es mucho más sensible que el ojo y responde en
forma muy precisa a las longitudes de onda situadas en los 510 y 540 nm, es

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decir, la fracción verde del espectro lumínico (Morita 1966: Ekstrom y Meissl
1997).
Con respecto a la penetración de la luz en el agua, se ha establecido que no
es completa ya que se pierde mucha luz por refracción y turbidez del agua.
Los rangos de color azul y verde son los de mayor penetración en la columna
y por el contrario los rangos amarillos y rojos se pierden en las capas
superficiales.
Las luces LED han sido introducidas a la industria salmonicultora nacional a
partir del año 2007, siendo las luces verdes de BIOLED las más ampliamente
utilizadas.
Las luces LED no son como las incandescentes, por lo que no se deben
comparar con los mismos parámetros. Los LED generan luz en ángulos
determinados y no un flujo luminoso como en el caso de las luces blancas. Por
esto, no da lo mismo la posición de instalación de un foco LED ya que hay
que considerar la dirección de los ángulos de fabricación y su medición debe
ser realizada con un espectroradiómetro y no con luxómetro (watts/m2).
El efecto real del fotoperiodo sobre la masa de peces, puede ser evaluado
certeramente por la medición del nivel de la hormona Melatonina, la cual
debe bajar por lo menos a 300pg/ml en el plasma sanguíneo al aplicar un
buen fotoperiodo. El equipo de investigación y desarrollo de Bioled en
conjunto con el laboratorio Tracelab desarrollaron la técnica para determinar
melatonina por medio de HPLC. Con esto, se logra determinar una curva de
comportamiento de la melatonina, la que permite comparar sus variaciones
con los cambios de energía, permitiendo asegurar el resultado exitoso del
fotoperiodo mientras este se encuentra en ejecución.

2.- USO EN ESMOLTIFICACIÓN

El uso de la tecnología led en el proceso de esmoltificación es el más
difundido en la industria, con muchas experiencias realizadas tanto en forma
experimental, como real.
En las experiencias de esmoltificación se ha observado las siguientes ventajas:
   - Bajo nivel de stress: Los peces sometidos a una aplicación de luces
       convencionales de haluro metal se alejan de la luz directa dejando
       despejado el centro del estanque y se mueven en cardumen por la
       orilla. Al cambiar a luces LED este fenómeno no se presenta y se logra
       una mejor distribución de los peces en el estanque.
   - Homogenización            de ATPasa branquial. Tanto en ensayos
       experimentales como en uso productivo se ha detectado un nivel de
       ATPasa branquial más homogéneo en el grupo de peces, esto se
       relaciona con la dirección de los rayos de luz sobre la glándula pineal y
       a la mejor distribución de los peces en el estanque, que evita la sombra
       de unos sobre otros. Esta homogeneización en los grupos es asociada a
       una reducción en los índices de mortalidad por adaptación post
       traslado al mar.

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Los resultados de los ensayos experimentales arrojaron niveles adecuados
de ATPasas, lo cual se fue repitiendo en los ciclos de producción (grafico 1)

Al aplicar luces LED en condiciones productivas, se obtienen similares
resultados a los encontrados en condiciones experimentales, situación que
se ha repetido consistentemente en diferentes pisciculturas.
El gráfico siguiente ilustra de mejor manera un ciclo completo de
esmoltificación en salmón atlántico realizado en piscicultura de
recirculación (grafico 2)

Los niveles de ATPasa alcanzados al final del fotoperiodo de verano llegan
hasta 17,6U/mg lo cual es un muy buen nivel ya que puede predecir una
esmoltificación robusta. Otro parámetro observado es el peso promedio
de los peces que mantiene un ritmo de crecimiento positivo demostrando
que no hay stress que interfiera en el proceso.

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Es importante señalar, que la correcta aplicación del fotoperiodo esta
   condicionada a la entrega del estímulo necesario para inhibir o gatillar los
   procesos deseados, para lo cual es fundamental considerar otros aspectos
   del medio donde se desarrollará la experiencia, tales como, la biomasa
   por estanque, el tipo de piscicultura (flujo abierto o recirculación), la
   calidad del agua, por esto es necesario la realización de
   espectroradiometrías para asegurar que el estímulo lumínico es adecuado.
   Estas mediciones dan la clave para entregar los diagramas de posición de
   los focos para obtener una adecuada distribución de la luz en el estanque.
   Finalmente, es también importante a la hora de programar un fotoperiodo
   exitoso, el considerar el cumplimiento de otros factores medioambientales
   tales como la temperatura del agua, especialmente en pisciculturas de
   flujo abierto.

3.-USO EN FASE DE ENGORDA
   En fase de producción en agua de mar, las aplicaciones del fotoperiodo
   son para reducir maduración temprana y para reducir el tiempo de
   engorda en Salmón del Atlántico, Coho y Trucha.
   En el caso del salmón coho, el uso de luces BIOLED verdes, logro la
   inhibición de un 90% en la formación de la gónada en los grupos
   muestreados y el adelanto de casi dos meses en el logro del peso de
   cosecha. Con esto, se producen importantes ventajas económicas y
   sanitarias.
   Las ventajas económicas están representadas por la reducción de los
   costos operativos (se estima que el ahorro por la aplicación de luces LED
   alcanza a 21.000.000 de pesos durante el ciclo solamente en el ítem
   combustible y la posibilidad de lograr un mejor precio al presentarse al
   mercado fuera de temporada.
   Las ventajas sanitarias son la prevención de brotes de enfermedades en la
   parte final del ciclo ya que se cosecha en primavera con temperaturas
   aún bajas y además porque en la última etapa de producción se
   complica el uso de fármacos, por los periodos de resguardo necesarios
   antes de la cosecha.
   De acuerdo a la literatura existente en el tema, el usos de luces en el
   salmón atlántico, puede lograr una disminución de hasta un 34% en la
   formación de grillses y cosechas anticipadas de hasta dos meses por una
   ganancia de peso mas acelerada.
   Al igual que en el caso de la esmoltificación, la distribución es uno de los
   factores de éxito, ya que no es lo mismo poner varias lámparas con menor
   potencia, que una sola con mucha intensidad lumínica concentrada en
   un solo punto. Se debe evitar que se generen puntos muertos en ciertos
   sectores de la jaula.

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4.-USO EN REPRODUCCIÓN
      En reproductores, el objetivo que se persigue al manejar el fotoperido es
      adelantar o retrazar los desoves naturales, para lo cual se realizan
      veranos anticipados o veranos muy largos.
      En centros productivos ubicados en la décima región se ha demostrado
      que reproductores de dos años se han mantenidos plateados y sin
      crecimiento de la gónada al ser tratados con un largo verano con luces
      BIOLED verdes, demostrando que esta longitud de onda es la mas
      eficaz para el estímulo de la glándula pineal, inhibiendo o estimulando
      el crecimiento de la gónada.

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