Innovación en acuicultura: impulsamos la producción sostenible de tilapia en La Guajira

En medio de los desafíos por la inseguridad alimentaria y la escasez de agua en La Guajira, la ciencia colombiana comienza a mostrar resultados concretos que impactan directamente a las comunidades. Un proyecto liderado por investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de La Sabana logró convertir la innovación en soluciones reales: más de 13 toneladas de tilapia han sido donadas gracias a un modelo productivo sostenible que combina biotecnología, matemáticas aplicadas y sistemas eficientes de recirculación de agua.

Este equipo de investigadores de encontró en la acuicultura una solución para contribuir al crecimiento económico de la región y ofrecerle opciones de producción de alimento a la población, teniendo en cuenta las complejidades que afronta, como la escasez de agua. Así nació el proyecto “Implementación de herramientas biotecnológicas y sistemas de recirculación para lograr la sostenibilidad del cultivo de tilapia como estrategia productiva para la seguridad e inocuidad alimentaria en La Guajira”, desarrollado con recursos de la Convocatoria 6 del Sistema General de Regalías (2019) de MinCiencias, orientada a impulsar las capacidades regionales en ciencia, tecnología e innovación y a formar talento humano.

En este proyecto se implementó un sistema de recirculación para acuicultura (RAS) para el cultivo de tilapia, que cuenta con un proceso de filtrado que permite reutilizar más del 90 % del agua. Además, para favorecer el crecimiento de los peces, se desarrolló a gran escala un probiótico que reduce sus enfermedades y mejora su salud. Para monitorear su evolución, se planteó un modelo matemático que predice la relación entre la calidad del agua y el desarrollo de esta especie.

Para Luisa Marcela Villamil Díaz, investigadora principal del proyecto, doctora en Ciencias Biológicas y directora del Doctorado en Biociencias, la acuicultura es una de las actividades económicas con un gran potencial para el país. Al respecto señala que:

“La fuente de proteína tradicional de La Guajira es el chivo, pero su tenencia puede demandar hasta 20 veces más agua que la del cultivo de tilapia, si esta se reutiliza, como lo proponemos en este proyecto”, explicó.

¿Cómo se hizo?

En Colombia, uno de los principales desafíos del cultivo de tilapia está asociado a la acumulación de residuos orgánicos y restos de alimento en las fuentes hídricas, una problemática que deteriora la calidad del agua, afecta el crecimiento de los peces e incluso puede provocar su muerte cuando alcanza niveles críticos. Frente a este panorama, los investigadores centraron sus esfuerzos en encontrar alternativas sostenibles que permitieran acelerar el desarrollo de la especie sin generar impactos negativos en el ambiente. 

A partir de esta pregunta surgieron propuestas orientadas a mejorar las condiciones de producción, optimizar los recursos hídricos y promover prácticas acuícolas más responsables. De acuerdo con Carlos Montes, doctor en Ingeniería Civil y Ambiental, y director de la Maestría en Diseño y Gestión de Procesos de la Facultad de Ingeniería, para que los peces crezcan de una forma adecuada, se tuvieron en cuenta varios factores, como la temperatura, los niveles de oxígeno y la cantidad de alimento que se les suministraban. 

“La contribución que hicimos desde esta área fue revisar el sistema de cultivo con el que ya se contaba en el municipio de Fonseca, administrado por el SENA. A partir de ahí, identificamos unos problemas, los ajustamos y, con la medición de datos que hicimos, testeamos y construimos un modelo que lograra predecir el crecimiento de los peces en un tiempo determinado”, precisó.

Frente a este proceso, el profesor Montes añadió: “Tenemos una zona de embalse y reservorio donde se almacena el agua con cierta altura y nivel, y se conduce a unos tanques donde están los peces creciendo. Esa agua se descarga nuevamente a un sistema de drenaje y llega al sistema de filtrado, para que recupere su calidad inicial, se bombee al reservorio y el ciclo se repita”. En este sentido, el investigador comenta que uno de los problemas de la escasez hídrica se relaciona con la calidad del agua. Por ello, en este proceso se contempla la filtración y un proceso de recirculación que permite reutilizar el agua, sin generar contaminación.

Esta sinergia permitió formular una propuesta rigurosa y de alto nivel, que no solo respondía a las exigencias técnicas de la convocatoria,  sino que reflejaba un compromiso genuino con el desarrollo regional.

Por su parte, la doctora Villamil enfatizó en otro tipo problemática: “La aparición de patógenos emergentes, asociados a las malas condiciones de cultivo de tilapia, pueden generar mortalidades masivas de peces, como las que se han experimentado en algunas regiones del país desde junio de 2023 y por las cuales el ICA ha declarado emergencia sanitaria por la incidencia de una bacteria denominada Streptococcus agalactiae ST7. Para tratar estas enfermedades, en ocasiones se recurre al uso de antibióticos, afectando los peces cultivados, otros animales y humanos”, explicó.

En ese sentido, los investigadores, se enfocaron en el estudio de microorganismos presentes en los peces, seleccionando aquellos que favorecen su salud al permitir la absorción de nutrientes, fortalecer su sistema inmune e impactar su crecimiento. Al mismo tiempo, estos actúan como antibióticos contra los patógenos que pueden afectar los cultivos.

De allí se diseñó un probiótico que cumpliera con las necesidades alimentarias de los peces y los protegiera de las principales enfermedades. “Son unos microorganismos buenos que encapsulamos y que acompañan la alimentación tradicional del pez. Esto permitiría atacar esos microorganismos malos que intentan crecer en él”, indicó la doctora María Ximena Quintanilla, profesora de la Facultad de Ingeniería.

Una vez lograron seleccionar los mejores microorganismos probióticos para evitar el uso de antibióticos en peces, se desarrolló este producto a gran escala para cumplir la necesidad alimentaria para todo el cultivo. Frente a esto, la profesora Ruth Yolanda Ruiz Pardo, coinvestigadora, cuenta que el papel de la ingeniería fue crucial en el proyecto para poder expandir esta solución: “Hemos logrado producir ese probiótico para que llegue a las cantidades que se esperan, una dosis que realmente sea buena y que garantice que los probióticos lleguen en la concentración que el pez necesita”, señaló. 

Impacto en La Guajira

Con el propósito de llevar soluciones reales a los territorios, en 2022 comenzó un proyecto que hoy demuestra cómo la articulación entre academia, sector público y comunidad puede transformar realidades. La iniciativa surgió gracias a una alianza entre el SENA regional La Guajira y la Universidad de La Sabana, con el respaldo de Unisabana-HUB, la plataforma estratégica que impulsa la financiación pública para proyectos de alto impacto, a través del Sistema General de Regalías (SGR). Según Sergio Andrés Beltrán Marín, jefe de Proyectos de Regalías, el avance alcanzado fue posible gracias a una colaboración sólida entre profesores investigadores de la Facultad de Ingeniería  y profesionales expertos en regalías, una sinergia que permitió estructurar una propuesta rigurosa, alineada con las exigencias técnicas de la convocatoria y comprometida con el desarrollo regional.

La iniciativa ha logrado impactar directamente a familias de La Guajira mediante la producción anual de 13 toneladas de peces, entregadas principalmente a poblaciones vulnerables y a hogares que perdieron sus cosechas tras las temporadas de invierno, contribuyendo así a fortalecer la seguridad alimentaria y ofrecer nuevas oportunidades productivas en el territorio.

“Algo importante en lo que pensamos es en cómo lograr la sostenibilidad de este proyecto en el tiempo, así que aseguramos la participación del SENA como un aliado estratégico para garantizar la transferencia de conocimiento y lograr continuar con este proceso a futuro”, detalló Sergio Beltrán Marín.

Afortunadamente, el proyecto de investigación ha contado con un grupo de colaboradores interdisciplinares, que desarrollaron soluciones sostenibles para el cultivo de tilapia en La Guajira, contribuyendo así a la seguridad alimentaria de la región. Por su parte, El SENA abrió nuevos cupos de formación en Fonseca y amplió la oferta educativa en la región, con un nuevo curso en Riohacha. Además, contrató a personas de la comunidad para el cuidado del cultivo.

La iniciativa ha tenido tal impacto, que, profesores de universidades internacionales han participado en procesos de capacitación dirigidos a acuicultores de la región, quienes incluso han viajado a Bogotá para profundizar en los aprendizajes y conocer de cerca el modelo implementado. Además, ocho aprendices del SENA se vincularon activamente al proyecto, apoyando la operación de los sistemas de recirculación acuícola (RAS) y contribuyendo a la ejecución técnica de las actividades en territorio.

Finalmente, en total, se han beneficiado 28 estudiantes tanto del SENA como de la Universidad, y 72 personas de la comunidad han participado en programas formativos.

“Este curso nos ha parecido muy importante, porque nos enseña el paso a paso de la formulación de la dieta de los peces y nos ayuda a la transferencia de conocimiento a los productores de la zona del departamento de La Guajira”, afirma Ruth Elena Hernández Benítez, participante del Centro Agroempresarial y Acuícola - SENA Regional Guajira.

¿Quiénes lo hicieron posible?

Facultad de Ingeniería

El proyecto fue liderado por la investigadora principal, doctora Luisa Marcela Villamil, y contó con la participación de Juan Camilo Farfán, Yesica Rojas, Edson Antonio Villamizar, Harold Hernández, Diego Cárdenas, Marcelo Valle, Nicolás García Hernández, Stephania Aragón Rojas y Carlos Alberto Montenegro Herrera. Coinvestigadores: María Ximena Quintanilla, Ruth Yolanda Ruiz Pardo, Martha Isabel Cobo Ángel, Carlos Daniel Montes y Luis Eduardo Díaz Barrera.

Unisabana HUB

Liderado por Adriana Patricia Roldán y Sergio Andrés Beltrán, con apoyo administrativo de Sergio Andrés Ramírez, Laura Jimena Sandoval y Héctor Manuel Castellanos.

SENA Regional La Guajira

Dirigido por la doctora Linda de Jesús Tromp Villarreal, con los coinvestigadores Ender David Egurrola Pedraza, Ever Rojas Díaz, Ruth Elena Hernández Benítez, Elaine de Jesús Cancio Mozo y Gabriel Francisco Geney Mora.

Este proyecto, a su vez, ha permitido fortalecer la formación y la creación de conocimiento. Nicolás García Hernández, de la Maestría en Diseño y Gestión de Procesos, desarrolló un manual de conocimientos generales, titulado Sistemas de recirculación para acuicultura.

Por su parte, Diego Fernando Cárdenas Laverde, Claudia Zuluaga, Mario Colorado y Marcelo Fernando Valle Vargas, estudiantes del Doctorado de Biociencias, han aportado en la construcción de artículos científicos publicados y otros en preparación:

• Unveiling the probiotic potential of the anaerobic bacterium Cetobacterium sp. nov. C33 for enhancing Nile tilapia (Oreochromis niloticus) cultures. Microorganisms, 11(12), 2922.
• Design of an agro-industrial by-products-based media for the production of probiotic bacteria for fish nutrition, Scientific Reports, 2024.
• Improving the survival under gastric conditions of a potential multistrain probiotic produced in co-culture, AMB Express, 2025.
• Cartilla divulgativa: sistemas de recirculación para acuicultura. Manual de conocimientos generales.
• Adicionalmente, se generó o un Flippingbook sobre los sistemas de recirculación para Acuicultura.
• Artículo divulgativo: Camino hacia la transformación azul de la industria acuícola en Colombia, Panorama Acuícola Magazine, 2023.

Conoce más de esta investigación en el siguiente video.

La Universidad de La Sabana seguirá contribuyendo a la seguridad alimentaria y la sostenibilidad de diferentes regiones de Colombia con procesos tecnológicos, de formación y de impacto directo a la comunidad. Además, este proyecto evidencia el valor de contar con un modelo institucional sólido, como el de Regalías, que permita lograr soluciones viables, financiables y sostenibles para las regiones.

Datos de contacto

En caso de requerir información o tener interés en presentar una propuesta de proyecto de regalías, se sugiere contactar a Sergio Andrés Beltrán Marín, jefe de Regalías de la Universidad de La Sabana (sergio.beltran@unisabana.edu.co).