Monitoreo Acústico Pasivo: Evaluación del Impacto Ambiental en el Comportamiento Alimentario de los Camarones
Alimentador automático utilizado en estanques de cultivo de camarón comercial. Foto: ST
En el complejo entorno de los estanques de acuicultura, la tecnología PAM demuestra claras ventajas, ya que no está limitada por la visibilidad como los métodos tradicionales. Sin embargo, la mayoría de los sistemas actuales aún funcionan de manera independiente de los sistemas de monitoreo de calidad del agua, lo que reduce la integración de datos y disminuye la eficiencia de gestión. Los científicos destacan que conectar directamente los datos acústicos con los parámetros ambientales generará un avance significativo, mejorando la precisión en la gestión de la alimentación y permitiendo decisiones más oportunas y basadas en la ciencia en los modelos de cultivo de camarón de alta tecnología.
Configuración del Estudio
El estudio se llevó a cabo en el Laboratorio Clave de Maricultura del Ministerio de Educación, Universidad Oceánica de China. Los camarones blancos del Pacífico (Litopenaeus vannamei, peso promedio 8 ± 0,32 g) fueron suministrados por Huanghe Delta Marine Technology Co., Ltd., ciudad de Dongying, provincia de Shandong, China. Durante todo el experimento, las condiciones del agua de mar natural se mantuvieron estables.
Para determinar la relación entre los factores ambientales y los sonidos de alimentación de P. vannamei, el equipo de investigación aplicó la tecnología de Monitoreo Acústico Pasivo (PAM) combinada con análisis de video, centrándose en la influencia de tres factores principales —temperatura, nitrógeno amoniacal y nitrógeno nitrito— sobre el comportamiento alimentario del camarón, con especial atención a sus señales acústicas características (“sonidos de clic”).
Tras un período de aclimatación, se seleccionaron al azar 660 camarones en fase intermuda, con apéndices intactos y actividad normal, y se distribuyeron en 11 tanques experimentales de 216 litros, con 60 camarones por tanque. El diseño experimental incluyó tres réplicas independientes realizadas simultáneamente, con diferentes niveles graduales asignados a cada factor: temperatura, nitrógeno amoniacal y nitrógeno nitrito. Las señales acústicas generadas por los camarones durante la alimentación bajo estas condiciones ambientales se registraron mediante un sistema de grabación equipado con un hidrófono comercial (Soundtrap 300 STD, Ocean Instruments, Nueva Zelanda) (Figura 1A).
Figura 1: Sistema de registro de sonido (A) y sistema de observación de alimentación (B). Nota: área de aislamiento (a), partición (b), zona de observación (c), bandeja de alimentación (d), tubo con hidrófono (e), cámara infrarroja (f), interruptor (g), monitor y dispositivo de almacenamiento (h).
Resultados y Discusión
Este estudio se centró en analizar el consumo de alimento, las señales acústicas y el comportamiento alimentario del camarón blanco del Pacífico (P. vannamei) bajo diferentes condiciones ambientales, incluidas temperatura, nitrógeno amoniacal y nitrógeno nitrito. Dentro del rango de variación evaluado, el aumento de la temperatura estuvo asociado con un incremento en el consumo de alimento, el número de sonidos “clic” y el nivel de presión sonora (SPL).
Por el contrario, cuando aumentaron las concentraciones de nitrógeno amoniacal y nitrito, tanto el consumo de alimento como el número de sonidos “clic” disminuyeron, mientras que el SPL se mantuvo relativamente estable. Es notable que existió una correlación constante entre el consumo de alimento y el número de sonidos “clic” bajo todas las condiciones ambientales. Asimismo, estos factores ambientales influyeron significativamente en los diferentes patrones de comportamiento alimentario del camarón.
Los parámetros característicos de los sonidos “clic” durante la alimentación —incluyendo duración, número de pulsos y SPL— son relevantes para monitorear el comportamiento alimentario y apoyar la gestión en acuicultura. El estudio muestra que, en comparación con el SPL, el número de sonidos “clic” es un indicador más confiable para reflejar con precisión el estado de alimentación de P. vannamei bajo diversas condiciones ambientales (Figura 2).
Figura 2: Relación entre el consumo de alimento y el número de clics (A–C), y el nivel de presión sonora (SPL, en dB) (D–F) durante los 30 minutos posteriores a la alimentación con pellets, a diferentes temperaturas y concentraciones de nitrógeno amoniacal y nitrito.
Además, bajo diferentes condiciones ambientales, tanto el número de sonidos “clic” como el SPL disminuyeron con el tiempo de alimentación, alcanzando su máximo dentro de los primeros 10 minutos. Esto indica que el camarón presenta la mayor frecuencia e intensidad de alimentación al inicio, en concordancia con estudios previos. A partir de esta observación, los trabajos futuros deberían enfocarse en el número de sonidos “clic” durante la fase inicial de alimentación e integrar las características acústicas con datos ambientales complejos para mejorar la precisión de los sistemas de alimentación inteligentes.
En estanques de acuicultura, el aumento de la temperatura dentro del rango óptimo promueve la actividad metabólica de P. vannamei, incrementa la demanda energética y estimula el comportamiento alimentario. De manera similar a estudios anteriores, nuestros resultados muestran que el consumo de alimento, el número de sonidos “clic” y el SPL aumentan con la temperatura (Figura 3A–C).
Figura 3: Diferencias en el consumo de alimento, número de sonidos clic y nivel de presión sonora (SPL, en dB) de P. vannamei durante los 30 minutos posteriores a la alimentación a distintas temperaturas (A–C), concentraciones de nitrógeno amoniacal (D–F) y concentraciones de nitrito (G–I). Letras minúsculas diferentes indican diferencias significativas entre los tratamientos (p < 0,05).
Además, la proporción del tiempo dedicado a la alimentación aumentó, mientras que el tiempo de búsqueda de alimento disminuyó significativamente (Figuras 4A, B), y las trayectorias de movimiento se concentraron alrededor de la bandeja de alimentación. En contraste, a 20°C los camarones redujeron notablemente la natación y la búsqueda de alimento.
Figura 4: Proporción del tiempo de comportamiento en relación con el tiempo de búsqueda de alimento de P. vannamei a diferentes temperaturas (A, B), concentraciones de nitrógeno amoniacal (C, D) y de nitrito (E, F). Letras mayúsculas diferentes indican diferencias significativas entre comportamientos dentro del mismo tratamiento; letras minúsculas diferentes indican diferencias significativas para un mismo comportamiento entre tratamientos.
La relación entre temperatura y tasa metabólica suele describirse mediante el coeficiente Q10, cuyo valor promedio es aproximadamente 2,0. Este estudio encontró que el Q10 alcanzó 2,12 en el rango de 26–32°C, pero aumentó drásticamente a 13,82 en el rango de 20–26°C, indicando una desviación considerable del valor típico a temperaturas bajas. Esto podría deberse a que 20°C está fuera del rango óptimo para el metabolismo, lo que suprime la actividad alimentaria. Las observaciones de comportamiento confirman esto: los camarones a 20°C rara vez se acercaron a la bandeja de alimentación, lo que demuestra que la baja temperatura inhibe más fuertemente el comportamiento alimentario en comparación con temperaturas más altas dentro del rango evaluado.
Esto resalta la importancia de controlar las variaciones de temperatura en la cría de P. vannamei. Al integrar los datos de temperatura con la tecnología PAM, los sistemas de alimentación inteligentes pueden ajustar las porciones de manera flexible: aumentando el alimento cuando la temperatura se eleva dentro del rango óptimo y optimizando la alimentación según el número de sonidos “clic” en tiempo real para mejorar la eficiencia del alimento y el crecimiento. Por el contrario, cuando la temperatura disminuye, se deben reducir las raciones para evitar el desperdicio de alimento y la contaminación del agua. Sin embargo, si la temperatura se desvía del rango óptimo, tanto el comportamiento alimentario como el crecimiento se ven comprometidos.
A diferencia del oxígeno disuelto y la salinidad —que suelen ser más estables— las concentraciones de amoníaco y nitrito fluctúan continuamente debido al metabolismo del alimento, y son difíciles de controlar con precisión en tiempo real. Los resultados muestran que cuando aumentaron estos compuestos, el consumo de alimento del camarón disminuyó (Figura 3D, G), acompañado de un aumento en el tiempo de búsqueda y descanso, mientras que el tiempo de alimentación real se redujo (Figura 4C, F). Al mismo tiempo, el número de sonidos “clic” (Figuras 3E, F) y el SPL (Figuras 3H, I) también disminuyeron, confirmando el efecto inhibidor del amoníaco y el nitrito sobre el comportamiento alimentario.
Las observaciones de trayectoria indican que, bajo altas concentraciones de nitrógeno, los camarones se mueven menos, permanecen en su posición inicial y evitan acercarse a la bandeja de alimentación. Esto puede estar relacionado con el daño a las branquias causado por compuestos nitrogenados, lo que reduce la capacidad de transporte de oxígeno de la hemocianina. Para adaptarse, los camarones disminuyen el consumo de alimento, ahorran energía y aumentan sus posibilidades de supervivencia, similar a los mecanismos observados en peces como la carpa.
Esto demuestra que ignorar los efectos del nitrógeno inorgánico en las estrategias de alimentación puede llevar a respuestas lentas del sistema, acumulación de alimento, incremento de amoníaco y nitrito, y un círculo vicioso de contaminación del agua y supresión del comportamiento alimentario. Por lo tanto, en los sistemas de alimentación basados en PAM, las concentraciones de amoníaco y nitrito deben integrarse como parámetros clave. El sistema debe emitir alertas cuando estas concentraciones aumenten y ajustar automáticamente las raciones para mantener un ambiente estable, garantizando así la salud y el crecimiento del camarón.
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Ngày đăng : 21/11/2025
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