Circulación adecuada del agua en estanques de acuicultura, parte 2

La aireación es una consideración crítica para una gestión eficiente y una producción exitosa.

La estratificación del estanque limita el suministro y la disponibilidad de oxígeno en las capas superiores de la columna de agua. Por la noche, este suministro limitado de oxígeno se agota rápidamente por la respiración de plancton, peces y / o camarones, varios microorganismos y la oxidación de compuestos reducidos en el agua y el fondo de los estanques. Para evitar la falta de oxígeno, los piscicultores suelen proporcionar ventilación nocturna a los estanques. En los estanques de camarones, los agricultores también encienden los aireadores durante algunas horas al día para aumentar los niveles de oxígeno y la calidad general del agua subterránea y del suelo del estanque, ya que los camarones aprovechan los organismos alimenticios naturales y se alimentan de los gránulos que se hunden en el área.

[Editor’s Note: This is Part 2 of a two-part series. For Part 1, please click here.]

La circulación es una estrategia eficaz para mezclar agua superficial rica en oxígeno con agua subterránea con bajo contenido de oxígeno (anaeróbica) (Figura 4). En los días soleados, el agua superficial siempre está saturada de oxígeno durante la fotosíntesis de las microalgas. La fotosíntesis es, por lo tanto, la forma más rápida, eficiente y económica de agregar oxígeno al agua del estanque. En los estanques de acuicultura, las concentraciones de oxígeno en la superficie aumentan por encima de 2 mg de O durante las horas pico fotosintéticas (aproximadamente de 11 a. M. A 3 p. M.)2/ L / h. (o 2 g O2/ m3/ h). La fotosíntesis es capaz de sobresaturar el agua de la superficie de un estanque con oxígeno de manera mucho más eficiente que la placa de dispersión de microburbujas de cerámica más eficiente utilizada para suministrar oxígeno a las peceras.

Considerando un estanque de 1 ha (10,000 m2) y una capa de agua superficial de 0,6 m añadiendo 2 g de oxígeno / m3/ hora. mediante la fotosíntesis equivale a 12 kg de oxígeno por hora. se añadió al agua del estanque. En comparación, los aireadores de paletas y las bombas verticales contienen efectivamente alrededor de 1 kg de Od.2/ hj / h. Por lo tanto, teóricamente sería necesario aplicar 12 hp / h para agregar la misma cantidad de oxígeno agregada por la fotosíntesis. Ventilacion mecanica. De hecho, se necesita mucha más potencia de aireación, ya que los aireadores mecánicos solo pueden agregar oxígeno al agua hasta el punto de saturación de OD (aproximadamente 7,8 mg de O2/ L a 28 ° C en agua dulce y 6,4 en agua de mar con una salinidad de 36 ppt). Y la adición de oxígeno por aireación mecánica se produce con un consumo de energía y un consumo de energía muy elevados, porque cuanto más se acerca el OD a la saturación, menos eficiente es transferir oxígeno atmosférico al agua por aireación mecánica.

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Figura 4: Perfil de oxígeno desde el suelo hasta el fondo en un estanque de ladera de 0,84 ha antes y después de un ciclo de agua de dos horas utilizando dos aireadores de paletas de 2 hp (4,76 hp / ha) de 12:00 a 14:00 (perspectiva del autor). Después de la circulación, el nivel de OD en la superficie disminuyó debido a la difusión de oxígeno en el aire a medida que las aspas perturbaban el agua de la superficie saturada de oxígeno. Sin embargo, la concentración de oxígeno aumentó enormemente a una profundidad de menos de 1 m. El aumento de oxígeno en las capas más profundas (área verde) es casi 7 veces mayor que la pérdida de oxígeno en las aguas superficiales (área roja). Por lo tanto, la circulación del agua aumentó el suministro total de oxígeno del estanque. Imagen: Fernando Kubitza.

Szyper y Lin (1990) estudiaron el ciclo del agua en estanques de tilapia a una profundidad de 1,4-1,6 m con el mismo ciclo y control de alimentación, de modo que los estanques reciben dos horas de circulación de agua durante las horas pico de fotosíntesis (hasta 13 y 3 al mediodía). a primera hora de la mañana (6 am) el nivel de oxígeno en la madrugada (alrededor de las 6 am) la circulación en los estanques era inferior a 0,5 mg / l. Por lo tanto, el ciclo del agua es un medio eficaz para aumentar el suministro general de oxígeno de la respiración nocturna en las comunidades de estanques hasta que la actividad fotosintética pueda restaurar los niveles de oxígeno al día siguiente. De esta manera, la cantidad de aireación nocturna adicional aplicada a los estanques se puede reducir significativamente.

¿Cómo afectar el ciclo del agua?

El agua superficial se puede suprimir (utilizando, entre otros dispositivos, volantes, una bomba de hélice-aspiradora o bombas de circulación especialmente diseñadas) o se puede elevar el agua subterránea (mediante dispositivos de elevación de aire, aireadores verticales tipo fuente u otros). promover la circulación del agua (Figura 5). Para interrumpir de manera más efectiva la estratificación de la columna de agua, agregar oxígeno al agua subterránea y aumentar el suministro general de oxígeno al estanque, el ciclo del agua debe llevarse a cabo durante las horas pico de fotosíntesis cuando el agua superficial está saturada de oxígeno.

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Figura 5: Representación esquemática de algunos de los dispositivos utilizados para promover la circulación del agua en los estanques. Algunas sumergen aguas superficiales (ruedas de paletas y respiraderos de hélice), mientras que otras aguas subterráneas (aireadores de bombas verticales o «fuentes» con tuberías de 150-200 mm, bombas sumergibles y equipos de elevación de aire). Imagen: Fernando Kubitza.
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Las bombas verticales (aireadores en forma de fuente) se pueden adaptar con un tubo de PVC extendido de 200 mm. La longitud de la tubería se puede ajustar según la profundidad del estanque. La tubería extendida permite que el agua subterránea circule / se mueva hacia arriba y el agua superficial se mueva gradualmente hacia abajo. Al hacer esto a diario, durante la fotosíntesis máxima, los acuicultores pueden minimizar el gradiente de estratificación del estanque y enriquecer el agua subterránea con oxígeno. Autores: André Nascimento y Fernando Kubitza.
Figura 7: Aspiradores de hélice montados de doble cara (hélices de 2 hp) utilizados para promover la mezcla del agua del estanque.  Las hélices deprimen el agua de la superficie sin perturbar indebidamente la superficie, lo que provoca pequeñas pérdidas de oxígeno del agua de superficie sobresaturada de OD.  Fotos de Fernando Kubitza.
Figura 7: Aspiradores de hélice montados de doble cara (hélices de 2 hp) utilizados para promover la mezcla del agua del estanque. Las hélices deprimen el agua de la superficie sin perturbar indebidamente la superficie, lo que provoca pequeñas pérdidas de oxígeno del agua de superficie sobresaturada de OD. Fotos de Fernando Kubitza.

Los beneficios del ejercicio

Las hélices de circulación de agua impulsadas por tractor, como esta, se pueden utilizar para ventilación de emergencia o para mezclar el agua del estanque ajustando su profundidad de trabajo.  Los circuladores hacen que el agua rica en oxígeno fluya hacia abajo y entre en contacto con el agua subterránea sin oxígeno, lo que aumenta el nivel de oxígeno en el fondo del estanque.  Fotos de Fábio Mori.
Las hélices de circulación de agua impulsadas por tractor, como esta, se pueden usar para ventilación de emergencia o para mezclar el agua del estanque ajustando la profundidad de su operación. Los circuladores hacen que el agua rica en oxígeno fluya hacia abajo y entre en contacto con el agua subterránea empobrecida en oxígeno, lo que aumenta el nivel de oxígeno en el fondo del estanque. Fotos de Fábio Mori.

Como se mencionó anteriormente, el ciclo regular del agua interrumpe la estratificación química y física de los estanques, hace que el ambiente del estanque sea más homogéneo y estable, y reduce el riesgo de matar peces debido a la rotación abrupta del estanque. La circulación aumenta el almacenamiento de oxígeno en el estanque, lo que reduce la sensación y el costo de aireación adicional durante la noche. La productividad de las microalgas (fitoplancton) y, por tanto, la disponibilidad de alimentos naturales (microalgas, zooplancton y organismos bentónicos) aumenta con el ciclo del agua. Las microalgas se mantienen en constante movimiento y reciben nutrientes reciclados de los desechos orgánicos descompuestos en el fondo del estanque. El ciclo del agua también parece promover microalgas beneficiosas, como las algas verdes, al reducir el predominio de cianobacterias no deseadas (cianobacterias), que a menudo se asocian con problemas de mal sabor en animales de granja y episodios de toxicidad para algunos peces. Se ha demostrado que las algas verdes son beneficiosas para reducir Vibrio infecciones en camarones. A medida que mejora la calidad del agua subterránea y del suelo de los estanques a través de la circulación, los organismos bentónicos se vuelven más accesibles para los peces y camarones. En un estanque bien mezclado, los peces y los camarones pueden aprovechar mejor todas las dimensiones del estanque y tener más oportunidades de alimento natural. Dado que los alimentos naturales son una fuente de nutrientes y beneficios para la salud y la calidad del agua del estanque ha mejorado, los agricultores se sienten mejor acerca del crecimiento, la tasa de conversión y la supervivencia de sus peces y camarones de cultivo.

Observaciones finales

En general, los acuicultores comprenden indirectamente que el ciclo del agua es bueno para los peces y los camarones. Sin embargo, no todos utilizan el ciclo del agua como una práctica de gestión normal. Mi convicción personal y mi considerable experiencia de campo es que, a través del ciclo del agua, los agricultores pueden mejorar significativamente la calidad del ambiente del estanque, aumentando así la productividad (crecimiento y conversión alimenticia), la salud, la supervivencia, las tasas de alimentación y, en consecuencia, los rendimientos de los cultivos. pescado. y camarones. Y espero que más agricultores experimenten con el ciclo del agua aplicando los conceptos básicos de este artículo. Aunque es importante enfatizar que la mayoría de las observaciones del ciclo del agua son todavía bastante empíricas y pocos estudios controlados han evaluado estos beneficios.

El encendido de los aireadores de paletas durante las horas pico de la fotosíntesis provoca la pérdida de oxígeno del agua superficial sobresaturada de OD.  Sin embargo, las ruedas de remo son efectivas para mezclar el agua del estanque y promover el aumento de oxígeno en el agua subterránea.  Fotos de Fernando Kubitza.
El encendido de los aireadores de remo durante las horas pico de la fotosíntesis provoca la pérdida de oxígeno del agua superficial sobresaturada de OD. Sin embargo, las ruedas de remo son efectivas para mezclar el agua del estanque y promover el aumento de oxígeno en el agua subterránea. Fotos de Fernando Kubitza.

Los estudios más detallados del ciclo del agua deberían abordar: (a) el equipo más eficiente para la circulación del agua en los estanques; (b) protocolos y gestión del ciclo del agua; (c) la medida en que el ciclo normal del agua puede incrementar la tasa de alimentación diaria (y por lo tanto el rendimiento de la producción del estanque); (d) cuántas horas y dinero gastado en ventilación adicional se pueden ahorrar mediante la circulación regular de agua en los estanques.

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