Oficina de Propiedad Intelectual y Comercialización de Tecnología

Contribución del Sistema de Centros Públicos de Investigación del CONACYT a la Seguridad Alimentaria de México mediante la Ciencia, Tecnología y la Innovación

ID. 044 CIBNOR - Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste
Nombre DT: Proceso ecoeficiente y bioseguro de manejo de los estados heterotrófico, quimiotrófico y fotoatutrófico para el reciclamiento de nutrientes (nitrógeno y fósforo) en sistemas hiperintensivos de cultivo de camarón blanco.
 Tipo de innovación: Proceso Fase: Listo para el mercado
Actual: TRL 8 Requiere: $200,000.00 Final: TRL 9
Sector económico al que atiende: Acuicultura, Alimentaria, Biotecnología Áreas de aplicación: Biotecnología, Conservación / Sustentabilidad

Breve descripción de su DT.

"Proceso ecoeficiente de manejo de los estados heterotrófico, quimiotrófico y fotoatutrófico para el reciclamiento de nutrientes (nitrógeno y fósforo) en sistemas hiperintensivos de cultivo de camarón blanco. Se han realizado 69 pruebas de factibilidad durante 4 años en acuicultura protegida mediante proyectos de innovación aprobados. Se han producido de manera eficaz 3 a 4Kg/m2/ciclo de camarón de 14 g de peso individual, con hasta tres ciclos de producción por año (9 a 12kg/m2/año).Se ha incrementado la eficiencia energética por un uso menor de energía eléctrica en el proceso (de 4000 kw-h por kilogramo de producto a 1500 Kw-h) y la ecoeficiencia en el uso de nitrógeno (de 30 a 60%).Estos procesos son relevante para innovar la tecnología de cultivo de camarón y producir un producto atractivo para el mercado nacional a nivel de toda la acuicultura del País que actualmente produce un máximo de 0.4Kg/m2/año.Los procesos ofrecen la oportunidad de lograr una tecnología hiperintensiva rentable para producir un producto alimenticio de origen marino con alta demanda en el mercado nacional.Disminuye las emisiones de nitrógeno y fósforo de origen acuícola al ambiente (del 70% al 40%)."

Problema a resolver.

"Incrementa la competitividad de la industria por la combinación de innovaciones en procesos ecoeficientes y bioseguros para producir un producto con mayor atracción por el mercado (Camarón de 14 g). Disminuye la presión por el uso del suelo costero por mayor rendimiento, disminuye las emisiones de nutrientes con menor impacto de eutrofización del ambiente marino y el uso de energía por kg de producto."

Ventaja de su DT

"Manejo de los estados heterotrófico, quimiotrófico y autotrófico con alta eficiencia energética y bioenergética. Los cultivos hiperintensivos heterotróficos con base en la adición de carbón orgánico complejo virgen son menos bioseguros y generan una alta cantidad de sólidos suspendidos, el manejo quimiotrófico actual depende del establecimiento de la comunidad microbiológica nativa con un tiempo de retraso de 3 a cuatro semanas y el manejo fotoatotrófico depende de la comunidad microbiológica natural. En esta tecnología el componente heterotrófico se induce a partir de inóculos con alta biomasa de microrganismos conocidos, ácidos orgánicos, metabolitos secundarios. Se requiere complementar el manejo anterior con un componente quimiotrófico que se induce a partir de una comunidad microbiológica conocida que procesa desde el inicio la oxidación del amonio y la nitrificación. De igual manera se requiere inocular desde el principio el componente fotoautotrófico a partir de una mezcla de microalgas biosegura de alto valor nutricional."

Explicar avance o fase de su DT

"La tecnología ha sido escalada y se ha comprobado la funcionalidad de todos los componentes en siete invernaderos de cultivo hiperintensivos, sin embargo, la tecnología se puede refinar si se inducen los tres estados tróficos desde el principio, actualmente se inducen los estados tróficos mediante la comunidad heterotrófica, pero ocurren de manera natural los estados quimiotrófico y fotoautotrófico. Sin embargo, se cuenta actualmente con estos componentes pero se requieren pruebas a nivel comercial para demostrar que se pueden inducir exitosamente los tres estados tróficos desde el principio con mejores niveles de oxidación del amonio, nitrificación, transformación de nitrógeno inorgánico en orgánico y mejor calidad nutricional de los bioflóculos."

¿Ha hecho pruebas de concepto de su DT?

"En un proyecto previo se aplicó el manejo trófico a través de la inducción del componente heterotrófico por inoculación de microrganismos fermentativos, el componentes quimiotrófico se indujo mediante el manejo de la proporción C:N < 16, dejando que se estableciera de manera natural mediante la comunidad microbiológica nativa, en esta etapa el componente fotoautotrófico ocurrió de manera natural a partir de microalgas nativas que ingresaron a los los sistemas de cultivo hiperintensivos."

¿Ha validado los componentes  de su DT en entorno de laboratorio?

"En proyectos posteriores se desarrolló el componente heterotrófico a partir de una mezcla de microrganismos conocidos que realizan el proceso fermentativo y generan biomasa micribiológica de alta densidad celular. El manejo del componente quimiotrófico se desarrolló en otro proyecto y el componente fotoautotrófico se desarrolló a partir del aislamiento de microalgas nativas que ocurren de manera natural en los sistemas hiperintensivos."

¿Ha validado los componentes  de su DT en campo?

"En un proyecto posterior se validó la inducción del componente heterotrófico a partir de microrganismos conocidos y su efectividad para inducir y facilitar los componentes quimiotrófico y fotoautotrófico, pero éstos siguieron ocurriendo de manera natural. En esta etapa se prepararon los proceso para inducir los componentes quimiotrófico y heterotrófico."

¿Ha validado su DT en un entorno real?

"El proceso ecoeficiente de manejo de los estados heterotrófico, quimiotrófico y fotoatutrófico para el reciclamiento de nutrientes (nitrógeno y fósforo) en sistemas hiperintensivos de cultivo de camarón blanco se ha probado en un entorno real en 69 experiencias de engorda y 48 de maternidad, con la inducción de microrganismos conocidos, sin embargo, se requiere completar el sistema mediante la inducción simultánea de los tres estados tróficos a partir de comunidades microbiológicas conocidas."

De acuerdo a los sectores elegidos ¿Qué otro tipo de aplicación/uso pudiera tener su DT?

"Los sistemas de acuicultura actual de especies dependientes de proteína aprovechan menos del 30% de nitrógeno y 20% del fósforo con impacto económico por desperdicios e impacto ambiental en el ambiente marino y/ó de agua dulce. Los procesos de reciclamiento interno y/o externo del nitrógeno, fósforo y otros nutrientes para incrementar la biomasa de cultivo y generar otros productos aprovechando nutrientes residuales constituyen una oportunidad para transferirlos a otras especies. Adicionalmente hay suproductos como la quitina pueden tener aplicación biotecnológica. Los retos tecnológicos con respecto al reciclamiento interno consisten en la modulación de los estados tróficos de conformidad con las especies que se cultivan. Hay especies que toleran mejor un ambiente heterotrófico dominante y otras que toleran un ambiente quimiotrófico importante y otras requiere un ambiente fotoautotrófico, la ventaja de esta tecnología es que puede modular los flujos de nutrientes residuales."

¿Cuáles son sus planes futuros para desarrollar su tecnología?

"Mejorar los procesos de reciclamiento interno de nutrientes mediante la inducción desde el inicio del cultivo de los estados heterotrófico (reciclamiento de una parte del amonio y del carbón orgánico en biomasa microbiológica rica en proteína), quimiotrófico (oxidación del amonio residual y nitrificación), fotoautotrófico (reciclamiento de amonio, nitratos y carbón inorgánico en biomasa microalgal rica en lípidos y proteína) y complementar el reciclamiento interno con reciclamiento externo mediante cultivos acoplados de moluscos, macroalgas y hortalizas halófitas."

Interés comercial. ¿Existe alguna empresa o personas físicas interesadas en su DT? *

SI

 

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