Población, Muestra, Procedimiento, Recolección y Procesamiento

TITULO DEL PROYECTO

"Evaluación productiva y económica de tilapia (Oreochromis niloticus) bajo un sistema de producción en estanques y dieta a base de subproductos agropecuarios en el CBTA 223 de Cocula, Guerrero, en el ciclo escolar 2026-2027."

1. Planteamiento del problema 

En la actualidad, la preservación de los mantos acuíferos de agua dulce y el abastecimiento de alimentos a la población atraviesan una etapa crítica, provocando escasez de agua y competencia por el recurso hídrico entre el ser humano, los sistemas de producción y otros seres vivos (López Reyes, 2018). En este contexto, el Centro de Bachillerato Tecnológico Agropecuario 223, se enfrenta a un problema de excesivo desperdicio de agua en sus prácticas productivas diarias, lo que contraviene los principios de sustentabilidad y cuidado de los recursos naturales.

Como alternativa para optimizar el uso de los recursos, surge la acuicultura (específicamente el cultivo de tilapia, Oreochromis niloticus.); sin embargo, el cultivo tradicional presenta un reto económico fundamental: la alimentación representa del 50 al 75% de los costos de producción debido al alto precio de los ingredientes alimenticios convencionales (León-Sánchez et al., 2010). Al mismo tiempo, en el CBTA 223 y en su entorno regional, las actividades agroindustriales y agropecuarias generan desperdicios y subproductos que a menudo no son aprovechados, a pesar de que pueden ser reciclados y reincorporados a la cadena alimenticia animal previo tratamiento (León-Sánchez et al., 2010; González Salas et al., 2014).

Por lo tanto, el problema central radica en la necesidad de transitar de un modelo de manejo de agua ineficiente hacia un sistema de producción acuícola bajo un sistema de producción en estanques de geomembrana y que simultáneamente resuelva el alto costo de producción mediante la sustitución de la dieta comercial convencional por una dieta experimental formulada a partir de subproductos agropecuarios locales, garantizando el desarrollo de los peces sin afectaciones adversas (León-Sánchez et al., 2010).

1.1 Preguntas de Investigación

Pregunta Principal:

¿Cuál es el efecto de la implementación de un sistema de producción de tilapia (Oreochromis niloticus) en estanques de geomembrana y una dieta formulada a partir de subproductos agropecuarios locales sobre el rendimiento productivo y la relación beneficio-costo, en comparación con una dieta comercial, durante el ciclo escolar 2026-2027 en el CBTA 223?

Preguntas Secundarias:

¿Existen diferencias estadísticamente significativas en la ganancia de peso, talla, eficiencia en la conversión alimenticia y supervivencia de las tilapias alimentadas con la dieta experimental frente a la dieta comercial? 

¿En qué porcentaje se logra reducir el costo de producción (costo por kilogramo de alimento y de producto) utilizando la dieta a base de subproductos agropecuarios en lugar de la dieta comercial? 

2. Justificación del problema

El presente proyecto se justifica desde tres dimensiones fundamentales: ambiental, económica y académico-social.

Dimensión Ambiental:

• El proyecto responde de manera directa a la problemática de la pérdida y mala gestión del agua en el CBTA 223, ya que la implementación de sistemas de recirculación y agro-acuicultura integrada puede reducir el consumo de agua en un 90% en comparación con la agricultura tradicional (López Reyes, 2018).

• Además, el uso de las aguas de efluentes acuícolas o enriquecidas mediante reciclaje tiene un efecto benéfico en el riego agrícola, logrando una reducción de alrededor del 25% de los costos por concepto del uso de fertilizantes convencionales (León-Sánchez et al., 2010).

Dimensión Económica:

• El beneficio económico de la acuicultura intensiva y semi-intensiva se encuentra relacionado de manera inversa al abasto y al costo del alimento proteico (González Salas et al., 2014).

• Al formular y evaluar una dieta experimental con subproductos locales, se busca una fuente alternativa sustentable. Estudios previos en tilapias han demostrado que la producción de 1 kg de pescado puede ser hasta un 54.6% más barata utilizando alimento elaborado a base de subproductos que con dieta comercial (León-Sánchez et al., 2010).

• Esto impactaría positivamente en la relación beneficio-costo y aumentaría los beneficios netos del sistema de producción (Murcia-Meléndez et al., 2023).

Dimensión Académico-Social:

• Al desarrollarse en una institución educativa, este proyecto posee un invaluable carácter didáctico, contribuyendo al desarrollo de nuevas opciones productivas que optimizan el uso de los recursos naturales y posibilitan sistemas ecológicamente sustentables (López Reyes, 2018).

• Permite a los estudiantes participar en el control de calidad del agua, mediciones biométricas (talla y peso) y en la elaboración de raciones alimenticias a partir de esquilmos, fortaleciendo el aprendizaje de la economía circular (León-Sánchez et al., 2010).

3. Marco teórico 

La tilapia del Nilo Oreochromis niloticus es un pez tropical considerado idóneo para el cultivo, ya que sus cualidades biológicas le ofrecen grandes ventajas competitivas en comparación con otros peces, entre las que destacan su rápido crecimiento corporal, resistencia a ambientes con cambios en la temperatura, oxígeno disuelto, salinidad y pH en el agua, así como su resistencia a enfermedades, fácil reproducción y adaptabilidad a su manejo y alimentación en condiciones de cautiverio.

En México, la producción pesquera y acuícola ascendió en 2020 a 1,950,011 t, de las cuales, el 82% correspondió a la pesca, mientras que el 18% provino de la acuicultura. Entre los recursos pesqueros más abundantes que se capturan se destaca la sardina, el camarón y el atún, mientras que en la industria acuícola nacional las especies más representativas por sus volúmenes de producción son el camarón blanco Penaeus vannamei y la tilapia O. niloticus (Conapesca, 2020). 

En México la acuicultura ha adquirido mayor importancia brindando beneficios sociales y económicos y una fuente de alimentación de elevado valor nutrimental. De todas las especies comerciales, la tilapia (Oreochromis niloticus) se cultiva en los 31 estados de la República Mexicana.

De acuerdo con  (Balmes, 2023) la producción mundial de pescados y mariscos provenientes de la pesca y la acuicultura. En 2020 alcanzó 177.8 millones de toneladas, de las cuales el 50.8% correspondió a actividades de pesca, mientras que el 49.2% restante provino de actividades acuícolas (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura FAO, 2022). Estas últimas presentan, desde 1990, una marcada tendencia al alza. La tilapia del Nilo Oreochromis niloticus constituye a nivel mundial el segundo grupo de peces que más se cultiva (después de las carpas herbívora Ctenopharyngodon idella y plateada Hypophthalmichthys molitrix), cuya producción acuícola, en 2020, alcanzó un volumen de 4.4 millones de toneladas (FAO, 2022), con lo que se logró una aportación significativa a la seguridad alimentaria del orbe, ya que dicho recurso pesquero contribuyó con el 5% de la producción acuícola mundial.

La necesidad de producir proteínas de bajo costo ha hecho del cultivo de organismos acuáticos un objetivo estratégico para afrontar la producción de alimentos, por otra parte, los precios de los alimentos proteicos en el mercado mundial se han elevado considerablemente; de ahí la necesidad cada vez mayor de cubrir los requerimientos nutritivos de los animales con recursos nacionales, en lo cual los subproductos juegan un papel fundamental.

La mayoría de las investigaciones en acuicultura están encaminadas a encontrar sustitutos sostenibles de las harinas y aceites de pescado. Estos ingredientes deben cumplir con los requisitos estándar de calidad nutricional, de seguridad e inocuidad de los alimentos, de rentabilidad y de bienestar animal, debiendo resultar una producción sostenible y aportar un buen valor nutricional a los consumidores. Los ingredientes alternativos utilizados en dietas para tilapia incluyen proteínas y aceites vegetales, subproductos agroindustriales, plantas acuáticas, además de subproductos animales transformados y levaduras fermentadas (González Salas, R ., Romero Cruz, O., Valdivié Navarro, M., Ponce-Palafox, 2013).

El beneficio económico de la acuicultura intensiva y semi-intensiva se encuentra relacionado de manera inversa al abasto y al costo del alimento pro­teico, partiendo del principio que los cultivos intensivos requieren de elevados niveles de proteína que oscilan entre el 25 y 50 %. La acuicultura sigue los mismos principios de producción de aves y ganado, si el costo del alimento es desfavorable, la alimentación intensiva no es utilitaria. En el caso de los animales de producción terrestre, el costo de los granos determina las utilidades de la producción; en el caso de las especies de producción acuática, lo hace el costo de la fuente proteica y en este proyecto nos enfocaremos en buscar una alternativa que cubra los requerimientos nutricionales de la tilapia y nos permita aportar en primer lugar a la soberanía alimentaria y en segundo lugar al conocimiento científico y tecnológico.

4. Tipo de estudio y justificación

Tipo de estudio:

Estudio experimental, cuantitativo, de diseño comparativo con grupo control.

Justificación del tipo de estudio:

El estudio es experimental porque se evalúa los tipos de alimentación.

• Tipo de dieta (experimental vs. comercial).

Se compararán grupos bajo condiciones controladas, manteniendo dietas isoproteicas e isocalóricas, con el fin de que las diferencias observadas en:

• Ganancia de peso

• Talla

• Conversión alimenticia

• Supervivencia

• Relación beneficio-costo

se deban exclusivamente a la fuente del alimento y al sistema hídrico implementado.

Es cuantitativo porque se medirán variables numéricas (biomasa, tasa de crecimiento, costos) que serán analizadas estadísticamente para determinar diferencias significativas.

Es comparativo porque se contrastan dos tratamientos bajo condiciones similares.

Este diseño permite establecer relaciones causa-efecto, lo cual es fundamental cuando se pretende validar una alternativa tecnológica productiva dentro de una institución educativa agropecuaria.

5. Objetivos 

Objetivo general

Evaluar el rendimiento productivo y la viabilidad económica del cultivo de (Oreochromis niloticus) bajo un sistema de producción en estanques de geomembrana y una dieta experimental formulada con subproductos agropecuarios locales, en comparación con un sistema convencional con dieta comercial en el CBTA 223.

Objetivos específicos 

Diseñar e implementar un sistema de producción de tilapia en estanques de geomembrana en el CBTA 223.

Formular una dieta experimental a partir de subproductos agropecuarios locales, garantizando que sea isoproteica e isocalórica respecto a la dieta comercial.

Comparar la ganancia de peso, talla, conversión alimenticia y tasa de supervivencia entre los peces alimentados con dieta experimental y los alimentados con dieta comercial.

Analizar la relación beneficio-costo de ambos sistemas productivos.

Evaluar el potencial didáctico del sistema implementado como estrategia de formación técnica sustentable.

6. Variables de investigación 

El estudio se centra en comparar el efecto de la dieta y el sistema de manejo sobre el desarrollo de los peces y la rentabilidad.

Variable Independiente (Causa): Tipo de dieta alimenticia (Dieta experimental a base de subproductos agropecuarios locales vs. Dieta comercial convencional).

Variables Dependientes (Efecto):

o Rendimiento Productivo: Ganancia de peso, talla (crecimiento longitudinal), tasa de supervivencia y eficiencia en la conversión alimenticia.

o Viabilidad Económica: Costo de producción por kilogramo y relación beneficio-costo.

Variables rearas/control: Temperatura del agua, oxígeno disuelto, pH, salinidad y densidad de siembra en los estanques de geomembrana

7. Diseño metodológico 

El diseño es experimental con grupo control, siguiendo un esquema de comparación bajo condiciones controladas. 

Los pasos principales incluyen:

• Infraestructura: Implementación de estanques de geomembrana para optimizar el recurso hídrico.

• Formulación de Dieta: Elaboración de una ración experimental utilizando subproductos locales que sea isoproteica (mismo nivel de proteína) e isocalórica (mismo nivel de energía) en comparación con la comercial.

• Grupos de Trabajo:

1. Grupo Control: Tilapias alimentadas con dieta comercial convencional.

2. Grupo Experimental: Tilapias alimentadas con la dieta a base de subproductos.

• Recolección de Datos: Realización de biometrías periódicas (peso y talla) y monitoreo de la calidad del agua.

• Análisis de datos: Hacer la comparación de los resultados por estanques

• Conclusión y discusión: Determinar qué tipo de dieta presentó los mejores indicadores tanto productivos como económicos y compararlos con otros trabajos realizados en estos sistemas de producción. 

8. Hipótesis 

Hipótesis de Trabajo (H1):

La implementación de una dieta formulada con subproductos agropecuarios locales en un sistema de recirculación de agua no genera diferencias significativas en el rendimiento productivo (peso y talla) de la tilapia (Oreochromis niloticus) en comparación con la dieta comercial, pero reduce significativamente los costos de producción, mejorando la relación beneficio-costo en el CBTA 223.

9. Población y muestra. 

Para garantizar la validez estadística de nuestro diseño metodológico que es un experimental, comparativo con grupo control, la muestra se define de la siguiente manera:

Dos estanques de 6 metros de diámetro y una densidad de 1, 500 peces por estanque.  

Población: Lote de alevines de tilapia (Oreochromis niloticus) adquiridos para el ciclo productivo 2026-2027 en el CBTA 223.

Unidad Experimental: Cada uno de los organismos (peces) individuales, aunque el manejo se realice por estanque.

Tamaño de la muestra: Se utilizará un total de 20% de alevines con un peso inicial uniforme para reducir el sesgo.

Distribución: Los organismos se dividirán aleatoriamente en dos grupos es decir por estanque:

o Grupo Control (estanque 1): (225) tilapias alimentadas con dieta comercial convencional.

o Grupo Experimental (estanque 2): (225) tilapias alimentadas con la dieta formulada con subproductos agropecuarios locales.

Criterios de Inclusión: Alevines sanos, con nado activo y tallas homogéneas para asegurar que las diferencias en el crecimiento se deban exclusivamente al tratamiento alimenticio.

10. Técnicas e instrumentos de recolección de datos 

Dada la naturaleza de nuestras variables dependientes (rendimiento productivo y viabilidad económica), se emplearán las siguientes técnicas:

 Observación Experimental y Biometrías

Pesaje y Talla: Se realizarán biometrías quincenales. Se extraerá una muestra representativa (15%) de cada estanque para medir el peso húmedo (g) y la longitud total (cm).

Instrumentos: Se utilizará una balanza digital de precisión (gramera) y un ictiómetro.

 Monitoreo de Calidad del Agua (Variables de Control)

Técnica: Medición diaria y semanal de parámetros fisicoquímicos para asegurar la estabilidad del sistema hídrico.

Instrumentos: Oxímetro digital, termómetro y kit colorimétrico o potenciómetro para pH.

Registro de Costos (Análisis Económico)

Técnica: Bitácora de gastos operativos donde se documentará el costo de los insumos locales frente al precio de mercado de la dieta comercial

11. Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos

Para determinar si existen "diferencias estadísticamente significativas", el análisis se estructurará en tres fases:

Análisis Descriptivo: Cálculo de medias, desviaciones estándar y porcentajes para la ganancia de peso, tasa de supervivencia y eficiencia de conversión alimenticia.

Análisis Inferencial:

Se aplicará una Prueba t de Student para muestras independientes (o la prueba no paramétrica U de Mann-Whitney) para comparar las medias de crecimiento y peso entre el grupo control y el experimental.

Nivel de confianza: Se establecerá un alfa = 0.05 (95%de confianza) para validar la Hipótesis de Trabajo.

Análisis Económico (Relación Beneficio-Costo):

Se aplicará la fórmula B/C = ingresos totales/costos totales

Se calculará el porcentaje de ahorro obtenido con la dieta experimental en comparación con la inversión convencional.

Referencias Bibliográficas

Balmes, J. (2023). La producción de tilapia del Nilo Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758) en México como una alternativa para fortalecer la seguridad alimentaria nacional. Revista de Alimentación Conteporanea y Desarrollo Regional, 33(62), 291. https://doi.org/10.2307/4018406

González Salas, R., Romero Cruz, O., Valdivié Navarro, M., & Ponce-Palafox, J. T. (2014). Los productos y subproductos vegetales, animales y agroindustriales: Una alternativa para la alimentación de la tilapia. Revista Bio Ciencias, 2(4), 240-251. https://doi.org/10.15741/revbio.02.04.02 

León-Sánchez, R., Villanueva-Cuevas, G. J., González-Ledesma, I., García-López, P. M., Ruiz-López, M. A., & García-Chavez, A. A. (2010). Evaluación de subproductos agropecuarios en nutrición de tilapias Oreochromis spp (PISCES CICHLIDAE). AquaTIC, (32), 1-6. 

López Reyes, J. R. (2018). Producción sustentable de Tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) y Lechuga (Lactacus sativa) a través de un sistema de recirculación cerrado (acuaponía). Secretaría de Educación Pública; Centro de Bachillerato Tecnológico Agropecuario No. 37. 

Murcia-Meléndez, M. A., Alvarenga-Rivas, K. E., Mártir, J. E., Rodríguez-Urrutia, E. A., Vanegas-Matheu, A. C., & Rodríguez-Gracias, O. A. (2023). Validación del rendimiento productivo de tilapias (Oreochromis sp), tomate (Lycopersicum esculentum L.) y chile dulce (Capsicum annuum L.) en un sistema acuapónico. Agrociencia, 7(24), 17-28. https://doi.org/10.5281/zenodo.10263991