Especies, tamaño del estanque determinado por métodos de aireación

Los sistemas de automatización pueden ahorrar mucha energía

Los criadores de camarones ahora tienden a instalar aireadores de ruedas de paletas de manera algo uniforme en las superficies del estanque para distribuir los sedimentos de manera más uniforme en el fondo del estanque.

La acuicultura en estanques se está volviendo más intensiva y, por lo tanto, se utiliza más alimento y la aireación mecánica es una práctica común. Hay muchos sistemas de aireación de estanques, pero la mayoría funciona con uno de dos principios.

Los aireadores de «pulverización» se utilizan para pulverizar agua en el aire para aumentar la interfaz aire-agua para la difusión de oxígeno del aire al agua. Alternativamente, las burbujas de aire se pueden liberar de los difusores cerca del fondo de los estanques. Con la ayuda de estos aireadores «burbujeadores», pequeñas burbujas se elevan a través de la columna de agua, creando una gran superficie para la difusión del oxígeno del aire dentro de las burbujas al agua. También se han hecho esfuerzos para desarrollar sistemas de contacto de oxígeno puro para el uso de estanques, pero aún no se dispone de equipo satisfactorio.

Tipos de aireadores

Los tipos más comunes de aireadores por aspersión son las bombas verticales (aireadores de turbina) y los aireadores. Los aireadores de hélice-aspirador-bomba se basan en el principio Venturi para introducir burbujas de aire en el agua. Los sistemas de ventilación de aire distribuido consisten en un soplador de aire conectado por tuberías a una red de difusores en el fondo del estanque para liberar burbujas de aire delgadas. Todos estos tipos de aireadores se han utilizado con éxito en la acuicultura, pero cada tipo tiene ciertas ventajas y desventajas que lo hacen más adecuado para unas aplicaciones que para otras.

Los aireadores de bomba vertical no distribuyen bien el agua y son más adecuados para estanques pequeños con un área de 0,25 hectáreas (ha) o menos. Los aireadores de remo son particularmente adecuados para estanques más grandes, ya que generan un fuerte flujo de agua, pero los aireadores de remo más pequeños se pueden utilizar eficazmente en estanques de hasta 0,1 ha. La profundidad no es un factor importante que influya en la eficiencia de los aireadores de paletas y bombas verticales, pero estos tipos funcionan mejor en estanques, donde las profundidades del agua suelen oscilar entre 0,75 y 2,00 metros.

Los aireadores de hélice, aspirador y bomba se pueden utilizar en una variedad de tamaños de estanques. Sin embargo, en estanques poco profundos de menos de 0,75 m de profundidad, pueden causar cierta erosión del fondo del estanque. Estos dispositivos pueden crear una circulación de agua profunda en estanques, donde la profundidad del agua suele ser superior a 2,00 metros. La combinación de aireadores de paletas y aireadores de hélice-aspirador-bomba puede ser particularmente eficaz para mezclar agua de estanques, especialmente en estanques profundos.

La desventaja de los sistemas de aire difuso es el bajo rendimiento en aguas poco profundas, porque el tiempo de suspensión de las burbujas en el agua es tan corto que se disipa poco oxígeno en el agua. Además, no son adecuados para estanques grandes, ya que deben instalarse grandes tramos de tuberías y muchos difusores. Los sistemas de aire distribuido son los más adecuados para estanques de 0,25 ha. Estos aireadores son particularmente atractivos para pequeños complejos de estanques, donde un solo ventilador puede proporcionar un difusor en varios estanques.

Algunos fabricantes colocan difusores de aire por delante de la aerodinámica. En un estanque típico, el nivel de agua es demasiado bajo para permitir una transferencia de oxígeno eficiente mediante el aire disperso. Según el autor, sería más eficiente simplemente invertir en más aireadores de paletas que instalar sistemas de aire difusor para complementar los aireadores difusores.

También se encuentran disponibles varias unidades de bombas de aire en los estanques de acuicultura. Aunque estos dispositivos provocan la circulación vertical de la columna de agua, no son aireadores reales. Las burbujas que se elevan en el tubo de elevación de aire provocan cierto suministro de oxígeno, pero la capacidad de transferencia de oxígeno por unidad de potencia es mucho menor que la de los aireadores convencionales.

Eficiencia de transferencia de oxígeno

La eficiencia de transferencia de oxígeno de los aireadores mecánicos en estanques varía con la concentración de oxígeno disuelto durante el día. Las concentraciones de oxígeno disuelto suelen ser más bajas cerca del amanecer, aumentan durante el día al mediodía por la tarde y luego disminuyen por la noche.

Los aireadores son más eficientes para transferir oxígeno al agua cuando no hay oxígeno disuelto, y la eficiencia disminuye a medida que aumenta la concentración de oxígeno disuelto. Cuando el agua está saturada con oxígeno disuelto, los aireadores dejan de transportar oxígeno al agua. Cuando el agua está saturada con oxígeno disuelto, como suele ser el caso por la tarde, los aireadores aumentan la velocidad de difusión del oxígeno del agua al aire.

La concentración mínima aceptable de oxígeno disuelto en estanques de acuicultura se consideraba anteriormente que era de 2 mg / l para la mayoría de las especies de aguas cálidas. Sin embargo, a la luz de la experiencia y la investigación, este punto de vista ha cambiado. Hoy en día, muchos científicos creen que la concentración de oxígeno disuelto en estanques de agua caliente no debería caer por debajo de 4 mg / l. Las bacterias nitrificantes no funcionan bien cuando la concentración de oxígeno disuelto cae a 2 o 3 mg / l por día. Por lo tanto, mantener una concentración de oxígeno disuelto por encima de 4 mg / l también promueve la oxidación de nitrógeno amoniacal potencialmente tóxico a nitrato relativamente inofensivo.

Aireación y biota del estanque

La mayoría de los productores tienden a ver la aireación como un medio de proporcionar más oxígeno a los cultivos para que respiren, de modo que los cultivos en crecimiento puedan crecer. Si bien esto es cierto, la aireación también proporciona oxígeno a los microorganismos que descomponen los alimentos no consumidos, las heces y el plancton muerto. El plancton vivo también usa oxígeno para la respiración.

Aunque el componente de algas del plancton produce más oxígeno a través de la fotosíntesis que el que se utiliza para la respiración diurna, las algas continúan respirando durante la noche. Sin embargo, en la oscuridad cesan la fotosíntesis y la producción de oxígeno.

Debido al oxígeno disuelto agregado al agua por los aireadores, existe una intensa competencia entre los microorganismos y las especies de cultivo. Esta competencia no cambia mucho en términos de la intensidad del cultivo en estanques acuáticos verdes, ya que la cantidad de desechos orgánicos y plancton tiende a aumentar en proporción directa al aumento en las tasas de alimentación.

Aireación y piensos acuáticos

Según la demanda bioquímica de oxígeno del alimento (aproximadamente 1,2 kg de oxígeno / kg de alimento) y la eficiencia de transferencia de oxígeno promedio de los aireadores, se requiere una concentración de aireación de más de 4 mg / l por cada 10 kg / ha de aumento diario de alimento para mantener Oxígeno disuelto por la noche.

La mayoría de los estanques pueden mantener de forma segura un rendimiento fijo de 1000 kg / ha sin aireación, lo que en la mayoría de los estanques refleja un consumo diario de alimento de unos 30 kg / ha. Por lo tanto, si el objetivo es producir 6000 kg / ha (180 kg de forraje / ha / día con un aporte de 3 por ciento de peso corporal / día), la tasa de aireación al final del período de cultivo debe ser de unos 15 hp / ha. Por supuesto, si se desea un factor de seguridad, la aireación al final de la cosecha podría basarse en un aporte total de alimento de 18 hp / ha. La cantidad de aireación se puede aumentar a medida que aumenta la velocidad de alimentación para ahorrar energía, en lugar de aplicar la cantidad total de aireación durante todo el período de cultivo.

Se puede permitir una concentración mínima de oxígeno disuelto más baja de 2 o 3 mg / l en el cultivo de tilapia. Esto reduce la tasa de aireación requerida de 10 kg / ha por aplicación en 0.5 hp o 0.75 hp, respectivamente.

En la piscicultura, los aireadores generalmente solo se pueden apagar y volver a encender temprano en la mañana después de la mañana. Los camarones viven en el fondo de los estanques con la menor concentración de oxígeno disuelto, y el movimiento del agua oxigenada en el fondo es beneficioso. Sin embargo, la cantidad de aireación en los estanques de camarones se puede reducir desde media mañana hasta temprano en la noche.

Posicionamiento del aireador

Los agricultores a menudo preguntan sobre las mejores formas de colocar aireadores en estanques, y probablemente no haya hallazgos definitivos que permitan una respuesta legítima. En estanques de peces, probablemente sea aceptable colocar uno o más aireadores grandes en un extremo del estanque mientras los peces se mueven hacia el área oxigenada. Si el estanque es rectangular, los aireadores deben dirigir el flujo de agua a lo largo del eje longitudinal del estanque. Los camarones no se mueven tanto a las áreas oxigenadas como los peces, por lo que tiene sentido usar varios aireadores pequeños para asegurar una aireación algo uniforme en todo el estanque.

Alguna vez se colocaron aireadores en estanques de camarones para crear un patrón de flujo de agua redondo, pero esto generalmente causaba la deposición de sedimentos en el centro de los estanques. Los criadores de camarones ahora tienden a instalar aireadores de manera algo uniforme en la superficie del estanque para distribuir el sedimento de manera más uniforme en el fondo. Independientemente del patrón de instalación del aireador utilizado, se debe tener cuidado de que las fuertes corrientes de agua no provoquen terraplenes o aumenten la deposición de sedimentos en el fondo del estanque.

Los sistemas de aire disperso son los más adecuados para estanques y tanques más pequeños con suficiente profundidad para dispersar el oxígeno de las burbujas de aire dispersas en el agua.

Monitoreo de oxígeno disuelto

En estanques aireados, deben realizarse mediciones frecuentes de oxígeno disuelto para asegurar que la cantidad de aireación sea suficiente para evitar concentraciones indeseablemente bajas. Se pueden usar sistemas automatizados para encender y apagar los aireadores en respuesta a los puntos de ajuste de concentración de oxígeno disuelto superior e inferior. Una ventaja secundaria de los controladores de aireador es que las concentraciones de oxígeno disuelto se pueden registrar a lo largo del tiempo.

Los estudios han demostrado que los sistemas de automatización de aireadores pueden ahorrar una cantidad significativa de energía. El costo de estos controladores ha disminuido y la confiabilidad ha aumentado en los últimos años. En los Estados Unidos, un gran número de criadores de bagres han introducido la automatización del aireador.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de julio / agosto de 2014 de ).

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